EP4268355A1 - Integrated polyphase electric machine - Google Patents
Integrated polyphase electric machineInfo
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- EP4268355A1 EP4268355A1 EP21848015.0A EP21848015A EP4268355A1 EP 4268355 A1 EP4268355 A1 EP 4268355A1 EP 21848015 A EP21848015 A EP 21848015A EP 4268355 A1 EP4268355 A1 EP 4268355A1
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Definitions
- the present invention relates to a polyphase electrical machine.
- the present invention also relates to a vehicle comprising such a polyphase machine.
- the purpose of the present invention is to propose a solution which responds to all or part of the aforementioned problems and in particular:
- polyphase electric machine comprising a first set of movement and a second set of movement movable in rotation relative to each other along an axis of rotation of the polyphase electric machine, polyphase electric machine in which:
- the first set of movement includes:
- ferromagnetic material support structure formed of a peripheral portion delimiting a central housing and from which extend a plurality of coil support projections oriented transversely to said axis of rotation in the direction of the central housing;
- each coil being capable of generating a respective coil magnetic field when a respective input electrical potential supplies a first terminal of said coil and when a respective output electrical potential, different from the electrical potential of respective input, supplies a second terminal of said coil; each coil covering all or part of at least one of said coil support projections;
- the second set in motion is arranged at least partly in said central housing and is free with respect to the first set in motion, the second set in motion comprising:
- each magnetic element being configured to deliver a respective second set of motion magnetic field, able to interact with the coil magnetic field generated by one of the coils of the first set of motion , in a manner imposing a relative rotational movement between the first moving assembly and the second moving assembly about said axis of rotation when the respective input electrical potential and the respective output electrical potential are applied to the coils of the first moving element;
- the first and the second sets of movement defining together first and second opposite side faces of the polyphase electric machine, offset relative to each other along the axis of rotation of the polyphase electric machine;
- the polyphase electric machine further comprising:
- each control assembly containing an input module supplying the first terminal of at least one of the coils of the plurality of coils and an output module supplying the second terminal of said at least one coil of the plurality of coils;
- the input module being capable of generating the respective input electrical potential applied to said at least one coil of the plurality of coils from at least one current and/or voltage source selected from among a first current source and/or DC voltage and a second current and/or DC voltage source to which the electrical machine polyphase is connected;
- the output module being capable of generating the respective electrical output potential applied to said at least one coil of the plurality of coils from the first current and/or voltage source and/or from the second current source and/ or DC voltage to which the polyphase electrical machine is connected;
- the respective input electrical potential and the respective output electrical potential being configured to generate a respective phase in said at least one coil of the plurality of coils; the respective phases being different from each other;
- the input and output modules being arranged at the level of the first side
- the first moving element comprises a plurality of primary cooling elements, each primary cooling element comprising a first portion as well as a second portion and allowing a transfer of a heat flow from the first portion of the primary cooling element to the second portion of the primary cooling element; the first portion of the primary cooling elements being arranged through or between the coil support projections so as to be surrounded at least in part by the ferromagnetic material of the support structure; the second portion of the primary cooling elements being arranged outside the support structure.
- the support structure delimits a plurality of cooling projections, formed from the same ferromagnetic material as the rest of the support structure, extending transversely from the peripheral portion of the bracket; at least one of the cooling projections being arranged between two adjacent coil support projections so that said cooling projection is crossed by the first portion of at least one of the primary cooling elements.
- the second moving element comprises a plurality of secondary cooling elements, each secondary cooling element comprising a first portion as well as a second portion and allowing a transfer of a heat flow from the first portion of the secondary cooling element to the second portion of the secondary cooling element; the first portion of the secondary cooling elements being arranged between adjacent magnetic elements of the plurality of magnetic elements; the second portion of the secondary cooling elements being arranged outside the second set in motion.
- At least one of the primary cooling elements or at least one of the secondary cooling elements is galvanically isolated from the ferromagnetic material.
- the primary cooling elements or the secondary cooling elements are heat pipes.
- the primary cooling elements or the secondary cooling elements are formed at least in part from a material chosen from among copper, aluminum, an aluminum alloy or an oxide of 'aluminum.
- the second portion of the primary cooling elements or the second portion of the secondary cooling elements extends along a longitudinal axis and comprises a heat sink formed of one or more structures extending radially around this longitudinal axis.
- a holding mechanism interconnects the second portions of at least two of the primary cooling elements or the second portions of at least two of the secondary cooling elements.
- the coils are galvanically isolated from the coil support projections.
- the sum of the number of input modules and the number of output modules is greater than or equal to 20.
- the sum of the number of input modules and the number of output modules is an even multiple of one of the prime numbers 3, 5 or 7.
- the input modules are arranged at the level of the first side face and the output modules are arranged at the level of the second side face.
- the input module and the output module of the same control assembly are arranged at the same side face chosen from among the first side face and the second side face.
- the coils are connected to a connection device disposed at the level of at least one of the first side face and the second side face, the connection device being configured to electrically connecting one or more coils of the plurality of coils together.
- the coil support projections have one end facing the central housing which is divided into a first secondary projection and a second secondary projection; at least one of the plurality of coils partially overlapping the first secondary projection of one of the coil support projections and the second secondary projection of one of the coil support projections adjacent said support projection of coil.
- the polyphase electric machine includes a controller configured to control the input modules and the output modules so that each of the phases can be varied.
- the first and second sets of movement have a generally cylindrical shape with an axis coinciding with the axis of rotation of the polyphase electric machine.
- the support structure is formed by a stack of secondary structures along the axis of rotation of the polyphase electric machine, each secondary structure having a thickness less than a total thickness of the first set of set in motion counted in the direction of the axis of rotation of the polyphase electrical machine.
- the magnetic elements are permanent magnets.
- the first set of movement forms a stator and the second set of movement forms a rotor secured to a shaft to be driven.
- the magnetic elements extend radially from the shaft to be driven.
- the magnetic elements comprise a first material having first magnetic properties and oriented towards the shaft to be driven and a second material having second magnetic properties and oriented towards the stator, the second magnetic properties being less degraded by an increase in temperature than the first magnetic properties.
- the first material is NdFeB and the second material is SmCo.
- a stirring device integral with the second moving element, is configured to move a fluid surrounding the shaft to be driven when the second moving assembly is set in motion. spin.
- the invention also relates to a vehicle comprising such a polyphase electric machine.
- FIG. 1 represents a side view of an example of a polyphase machine according to the invention, the input and output modules being arranged in a total number equal to the level of the first side face and to the level of the second side face.
- FIG. 2 represents a diagrammatic exploded perspective view of an example of a part of a first set of movement according to the invention, having cooling projections forming a stator, and comprising primary cooling elements with dissipators and on the other hand a second set of movement forming a rotor intended to be arranged in the central housing and comprising secondary cooling elements.
- Figure 3 shows a front view of an example of control assemblies before their installation on the side faces of the polyphase machine.
- Figure 4 shows a schematic perspective view of a connection disc connected to different coils of a first set of motion.
- FIG. 5 represents a partial perspective view of a stack of secondary structures of the ferromagnetic sheet type forming the support structure according to the invention.
- FIG. 6 represents a schematic view in perspective of an example on the one hand of a first set of movement according to the invention, forming a stator, and comprising primary cooling elements with dissipators and on the other hand a second set of movement forming a rotor arranged in the central housing and comprising secondary cooling elements whose second portions are connected by a holding mechanism.
- Figure 7 shows a schematic partial front view of an example of support structure according to the invention in which the coil support projections have a end facing the central housing which is divided into a first secondary projection and a second secondary projection.
- FIG. 8 represents a schematic perspective view of an example of a second set of movement according to the invention, to which a stirring device is secured, forming a rotor and being arranged in the central housing of a first set of setting in motion forming a stator comprising primary cooling elements.
- FIG. 9 represents a partial front view in perspective of an example of a second set of movement according to the invention in which the magnetic elements comprise a first material and a second material.
- FIG. 10 represents an electrical diagram of an example of a phase generator according to the invention, comprising a first current and/or voltage source, and in which the input and output modules supplying a first terminal and respectively a second terminal of the same coil are arranged at the same side face.
- FIG. 11 represents an electrical diagram of an example of a phase generator according to the invention, comprising a first current and/or voltage source, and in which the input and output modules supplying a first terminal and respectively a second terminal of the same coil are arranged at a first side face and respectively at a second side face, the number of input modules being ten in number, the number of output modules also being at number ten.
- FIG. 12 represents an electrical diagram of an example of a phase generator according to the invention, comprising a first and a second current and/or voltage source, and in which the input and output modules supplying a first terminal and respectively a second terminal of the same coil are arranged at the same side face.
- FIG. 13 represents an electrical diagram of an example of a phase generator according to the invention, comprising a first and a second current and/or voltage source, and in which the input and output modules supplying a first terminal and respectively a second terminal of the same coil are arranged at a first side face and respectively at a second side face.
- FIG. 14 represents an electrical diagram of an example of a phase generator according to the invention, comprising a first current and/or voltage source, and in which the input and output modules supplying a first terminal and respectively a second terminal of the same coil are arranged at a first side face and respectively at a second side face, the number of input modules being five in number, the number of output modules also being five in number.
- the invention relates firstly to a polyphase electric machine 10.
- the polyphase electric machine 10 firstly comprises a first set of movement 20 and a second set of movement 30 movable in rotation relative to each other along an axis of rotation of the polyphase electric machine 10.
- the first and second sets of movement 20, 30 are cylindrical.
- the axis of rotation of the polyphase electric machine 10 is then coincident with the axis of revolution of the cylinders.
- the first set of movement 20 is a stator.
- the stator can be attached to the body of an electric car, for example.
- the second set of movement 30 then forms a rotor.
- the rotor can for example, as illustrated in FIGS. 2, 4, 6 and 8, be integral with a drive shaft 80.
- This drive shaft can in particular be used to set an electric vehicle in motion. Conversely, if the drive shaft 80 is rotated by an element external to the machine, then an electric current could be generated in the stator.
- the first set of movement 20 forms a rotor and the second set of movement 30 then forms a stator.
- the drive shaft 80 would then be arranged at an outer zone of the rotor and would therefore be hollow. Such an arrangement can be used in wind turbines for example.
- the first set of movement 20 comprises a support structure 21 formed of a peripheral portion 21a delimiting a central housing 21c.
- the support structure 21 is made of ferromagnetic material because this makes it possible to increase and concentrate the magnetic fields.
- a ferromagnetic material can be made with a metal containing iron or cobalt or nickel or a mixture of these.
- the support structure 21 is formed by a stack of secondary structures 21d along the axis of rotation of the polyphase electrical machine 10.
- each secondary structure 21d has a thickness less than a total thickness of the first set in motion 20 counted in the direction of the axis of rotation of the polyphase electrical machine. This makes it possible to limit production costs.
- the secondary structures 21d can also be called sheets, in particular ferromagnetic sheets, the stacking of which makes it possible to form the support structure 21.
- a packet of sheets can form the stack of secondary structures 21d and therefore the support structure 21.
- Each sheet can then have a particular cutout suitable for the formation of the support structure 21 by stacking sheets; these stacked sheets being ultimately fixed together.
- the support structure 21 can also be called yoke.
- the cylinder head is conventionally intended to be housed in a casing also called frame 1000 (FIG. 1).
- the carcass 1000 can be made of a solid material such as cast iron, aluminium, cast aluminum or steel, these materials being good thermal conductors.
- the 1000 carcass can have mechanical and thermal functions since it provides the interfacing of the cylinder head with the outside.
- the carcass 1000 can include fins or ribs which increase the external heat exchange surface of the polyphase electric machine 10.
- a plurality of spool support projections 21b extend from the support structure 21 and are oriented transversely to said axis of rotation in the direction of the central housing 21c.
- transversely it should be understood, in a similar way, that the coil support projections 21b extend "radially” towards the central housing 21c, which is the case for example when the general shape of the first and second elements of set in motion 20, 30 is cylindrical.
- the first motion set 20 further comprises a plurality of coils 22.
- Each coil 22 generates a respective coil magnetic field when a potential respective input voltage supplies a first terminal of said coil 22 and when a respective output electric potential, different from the respective input electric potential, supplies a second terminal of said coil 22.
- each coil 22 of the plurality generates a magnetic field when a voltage is applied across it.
- the coils 22 can be single or double layers, that is to say that two parts of two adjacent coils 22 are arranged, while being separated, in the same cavity of the support structure 21. This configuration example is advantageous in that the coils 22 are independent and without contact at the level of the coil heads. This guarantees a certain thermal insulation between them in the event of a fault, such as when a current is too high in a coil 22.
- the or each coil 22 can be supplied with alternating current from which it follows that the direction of flow of the current in said coil 22 changes (the current is reversed in an alternating manner) over time; in other words, the magnetic field generated by said coil 22 is dependent on a potential difference imposed on said coil 22.
- the or each coil 22 can be supplied in such a way that alternatively: its first terminal is supplied by the potential input and its second terminal is supplied by the output potential; its first terminal is supplied by the output potential and its second terminal is supplied by the input potential.
- connection device 60 can contain conductive tracks which specifically connect certain coils 22 together.
- the coils 22 can be independent of each other then, depending on the application in which the polyphase electric machine is used, a different connection device 60 can be envisaged with a different internal connection circuit.
- This principle makes it possible both to limit the length of the connectors but also to obtain versatility of the configurations without having to change the general design of the polyphase electrical machine depending on the applications.
- the connection of several coils together also makes it possible to obtain coils emitting a magnetic field over a larger surface or an increased magnetic field depending on the characteristic of the connection.
- the coils 22 are for example made of copper but can be galvanically isolated from the rest of the components of the first or second moving element 20, 30 and in particular from the ferromagnetic material. They can be made in advance, before introduction around the support projections 21b as can be seen in FIG. 2, which reduces the production cost.
- the coils 22 can each be made of an electrically (galvanically) insulated copper wire, which can provide a first electrical protection.
- the coils 22 can be galvanically isolated from the coil support projections 21b; this insulation can be achieved by slot bottom insulators which can then provide a second electrical protection that can compensate for a failure of the first electrical protection mentioned above, the notches each being delimited between two adjacent coil support projections 21b.
- slot bottom insulator is meant an insulator on the surface of a corresponding notch which makes it possible to provide electrical insulation between the support structure 21 and the coils 22, for example, where appropriate, in addition to the first electrical protection provided on the coils 22, for example around the copper wires of these coils 22.
- this stack of laminations can also be electrically connected to earth .
- the polyphase electric machine 10 comprises a winding system, or more simply called winding, of the "dental concentric” type; this winding system comprises the coils 22 arranged so that they do not touch each other and so that they are each wound in whole or in part around a corresponding support projection 21b also called a "tooth", the winding of a corresponding coil which can be closed above the corresponding tooth; of course, as mentioned above, each coil 22 is galvanically isolated from the support projection 21b that it surrounds.
- this winding system comprises the coils 22 arranged so that they do not touch each other and so that they are each wound in whole or in part around a corresponding support projection 21b also called a "tooth", the winding of a corresponding coil which can be closed above the corresponding tooth; of course, as mentioned above, each coil 22 is galvanically isolated from the support projection 21b that it surrounds.
- An advantage of the winding system as described is that by avoiding contact of the coils 22 with each other, this makes it possible to produce polyphase electrical machines that are tolerant to faults: if there is a thermal type problem on a coil 22, the propagation heat is less easy than if the coils touch each other.
- another advantage of the winding system as described is that by avoiding contact of the coils 22 with each other, this makes it possible to avoid a short-circuit if a surface insulator of the coils 22 were to melt with respect to a solution where the coils 22 would be in contact.
- Each coil 22 covers all or part of at least one of said coil support projections 21b.
- the coils 22 form turns, in other words pseudo-loops, and the empty central space of the turns of a coil 22 is inserted around a coil support projection 21b. This is visible for example in Figures 2 or 4.
- the coil support projections 21b thus form air gaps for the coils 22.
- the coil support projections 21b have one end facing the central housing 21c which is divided into a first secondary projection 21ba and a second secondary projection 21bb.
- the first and second secondary projections 21 ba, 21 bb thus form protrusions, separated from each other, at the end of the coil support projections 21 b.
- the first and second secondary projections 21 ba, 21 bb are also formed in a ferromagnetic material, preferably the same as that of the support structure 21.
- at least one coils 22 of the plurality of coils partly covers the first secondary projection 21b of one of the coil support projections 21b and the second secondary projection 21bb of one of the coil support projections 21b adjacent to said spool support projection 21b.
- the coils 22 are then formed by winding in situ. Such an example makes it possible to increase the intensity of the magnetic fields coming from the coils 22 as well as their density and the overall compactness.
- This implementation example is also compatible with the example where the support structure 21 is formed by a stack of secondary structures 21d.
- the second set in motion 30 is arranged at least partly in said central housing 21c and is free with respect to the first set in motion 20.
- free means "mechanically free” but does not exclude interactions due to magnetic fields.
- the second set of movement 30 is formed by a stack of secondary structures along the axis of rotation of the polyphase electric machine 10. Each secondary structure then has a thickness less than a total thickness of the second set of movement 30 counted in the direction of the axis of rotation of the polyphase electric machine. This reduces the manufacturing cost.
- a ferromagnetic material is preferably used to manufacture the secondary structures of the second set of movement. This makes it possible to guide and densify the magnetic fields coming from the magnetic elements 31.
- the secondary structures of the second set of movement set 30 can also be called sheets, in particular ferromagnetic, and can each have a particular cut-out adapted to the formation of the second set of set in motion 30 by stacking sheets; these stacked sheets being ultimately fixed together.
- the second set in motion 30 comprises a plurality of magnetic elements 31.
- Each magnetic element 31 is configured to deliver a magnetic field of the respective second set in motion. This magnetic field is formed to successively interact with the coil magnetic field generated by one of the coils 22 of the first set in motion 20. By successively interacting with each of the coil magnetic fields, generated when the electrical input potential respective and the respective output electrical potential are applied to the coils 22, this induces a relative rotational movement between the first set of movement 20 and the second set of movement 30 about said axis of rotation.
- the magnetic elements 31 extend radially from the shaft to be driven 80.
- the magnetic elements 31, arranged along two different but adjacent radii are arranged so that their north poles face each other. This allows the magnetic field generated by two adjacent magnetic elements 31 to be pushed back to the maximum by the coil magnetic field relative to each of the coils 22, when the latter pass at the level of the magnetic elements 31 in question.
- the interaction between the different magnetic fields thus produces an optimized force for setting the rotor in motion with respect to the stator.
- the magnetic elements 31 are permanent magnets.
- the magnetic elements 31 may comprise a first material 31a having first magnetic properties and oriented towards the shaft to be driven 80 and a second material 31b having second magnetic properties and oriented towards the stator.
- the second magnetic properties must be such that they are less degraded by an increase in temperature than the first magnetic properties.
- the magnetic elements 31 which are located towards the stator are more likely to undergo eddy currents due to the presence of the coils 22 nearby. This results in a heating of the magnetic elements 31 arranged as close as possible to the coils 22. It is therefore appropriate that their magnetic properties are only slightly degraded by the rise in temperature.
- a first material 31a is used on the parts of the magnetic elements 31 furthest from the coils 22.
- This first material 31a retains its characteristics less. magnetic with a high temperature compared to the second material 31b.
- the magnetic properties are for example linked to the Curie temperature which varies for each type of material.
- the first material 31a is NdFeB and the second material 31b is SmCo.
- the magnetic elements 31 can be coils which are electrically supplied with current to each generate a magnetic field which behaves similarly to the magnetic field of a permanent magnet.
- the first and second sets of movement 20, 30 together define the first and second opposite side faces 40, 41 of the polyphase electric machine. These first and second faces are offset relative to each other along the axis of rotation of the polyphase electrical machine.
- the polyphase electric machine further comprises at least one phase generator 50.
- the phase generator 50 comprises a plurality of control assemblies 51.
- Each control assembly 51 contains a module for hall 51a supplying the first terminal of at least one of the coils of the plurality of coils 22 and an output module 51b supplying the second terminal of said at least one coil 22 of the plurality of coils 22.
- the input modules and outputs 51a, 51b comprise in particular a set of transistors, able to be controlled and combined with diodes.
- the input module 51a generates the respective input electrical potential, which varies over time depending on the command received by the transistors.
- the respective input electric potential is applied to said at least one coil of the plurality of coils 22 from a first and/or a second source of current and/or voltage 52,53 continues at which the machine polyphase electric is connected.
- the output module 51b generates the respective electrical output potential, which varies over time according to the command received by the corresponding transistors of the output module.
- the respective output electrical potential is applied to said at least one coil 22 of the plurality of coils 22 from the first current and/or voltage source 52 and/or from the second current source and/or DC voltage 53 to which the polyphase electrical machine is connected.
- the first current and/or voltage source 52 and the second current and/or voltage source 53 can be electric vehicle batteries.
- the respective output electric potential is applied to said at least one coil 22 of the plurality of coils 22 from the second current and/or voltage source 53 .
- the respective input electrical potential and the respective output electrical potential are configured to generate a respective phase in said at least one coil 22 of the plurality of coils 22.
- This is for example possible by controlling the transistors of the input module 51a and of the output module 51b, respectively connecting the first and the second terminal of the same coil 22, so that the respective electric input potential and the electric output potential define a phase.
- the respective phases at a coil 22, or multiple coils 22 when connected together, are different from each other. This makes it possible to create a series of magnetic fields out of phase with each other which will come to interact with the magnetic fields of the magnetic elements of the rotor to set the rotor in motion with respect to the stator.
- the polyphase electric machine 10 comprises a control device 100 configured to control the input modules 51a and the output modules 51b so as to be able to vary each of the phases.
- the control device 100 thus synchronizes the input and output modules 51a, 51b with each other to form each phase.
- the control device 100 also organizes the phase difference between each phase generated by each control assembly according to the torque or speed requirements.
- control device 100 can be configured to control the input modules 51a and the output modules 51b so as to be able to vary the current in each of the phases.
- the input and output modules 51a, 51b should be arranged at the level of the first side face 40 and/or at the level of the second side face 41 of the electrical machine.
- polyphase 10 as shown in Figures 1 and 10-14.
- the terms “at the level” equivalently mean “in direct or indirect contact through a connecting space or device”.
- the phase generator 50 thus behaves like two inverters, each arranged on one of the first or second side faces 40, 41 different. Each inverter then having one arm per input or output module 51a, 51b.
- each inverter can comprise one or more input modules 51a and/or one or more output modules 51b and one inverter arm per input or output module that said inverter comprises, each arm connecting the module input or output corresponding to the associated current and/or voltage source to which said inverter is connected.
- the inverters are therefore part of the polyphase electrical machine 10.
- the inverters are placed inside the casing 1000.
- This allows the following advantages: there is no longer any need to have recourse to power cables through which alternating current runs and which run in the external environment of the first and second sets of motion setting 20, 30 for example between the inverters and the first and second sets of motion setting 20, 30, everything can be integrated for example by using adapted electrically conductive tracks, this making it possible to limit the disturbance of the electromagnetic environment outside the polyphase electrical machine 10; this can limit or eliminate the problems of electromagnetic compatibility with the environment outside the polyphase electric machine 10 in the case where the carcass 1000 has an electromagnetic shielding function; this makes it possible to reduce and control the lengths of electrical connections within the polyphase electrical machine 10 and therefore to limit overvoltage phenomena (due to wave reflection) during power supply coils 22 by high-frequency inverter(s), for example of the SiC or GaN type.
- the inverters are arranged orthogonally with respect to the axis of rotation of the polyphase electric machine 10. This allows “axial” positioning of the inverters, for example on either side of the support structure 21 along the axis rotation of the polyphase electric machine 10; this axial positioning being more favorable for connecting the coils 22 to the inverters with control over the lengths of electrical conductors for these connections.
- the inverters are in the form of a ring.
- the number resulting from the addition of the number of input and output modules 51a, 51b is different at the level of the first face 40 compared to that of the second side face 41 . This arrangement increases the distribution of heat dissipation.
- the input modules 51a are arranged at the level of the first side face 40 and the output modules 51b are arranged at the level of the second side face 41.
- the first input modules 51a are therefore arranged symmetrically with respect to the second output modules 51b on either side of the polyphase electric machine.
- This makes it possible to limit the extent of the connectors, which limits the generation of electromagnetic disturbances, in particular outside the polyphase electric machine 10.
- the symmetrical distribution in a balanced manner between each side face 40, 41 makes it possible to distribute homogeneous heating due to the operation of the transistors of the input and output modules 51a, 51b. Cooling is thus more efficient and better controlled. In addition, more generally, this makes it possible to distribute heating within the polyphase electric machine 10.
- the input module 51a and the output module 51b of the same control unit 51 are arranged at the level of the same side face chosen from among the first side face 40 and the second side face 41.
- the input and output modules 51a, 51b are powered by a single first current and/or voltage source 52.
- the total number of input and output modules output 51a, 51b arranged on the first side face 40 is equal to the total number of input and output modules 51a, 51b arranged on the second side face 40. This makes it possible to evenly distribute the heating due to the operation of the transistors input and output modules 51a, 51b. Cooling is thus more efficient.
- the input module 51a and the output module 51b of the same control assembly 51 are arranged at the level of the same side face chosen from among the first side face 40 and the second side face 41.
- the input and output modules 51a, 51b of the same side face 40, 41 are powered by the same current and/or voltage source taken from the first current source and /or voltage 52 and/or the second current and/or voltage source 53.
- each coil 22 can be supplied by a single inverter and the polyphase electric machine 10 can comprise two inverters allowing the independent supply of two sets of coils 22, the coils of one of the sets of coils being powered by one of the inverters powered by the first current and/or voltage source 52 on the side of the first lateral face 40, and the coils of the other of the sets of coils being powered by the other inverter powered by the second current and/or voltage source 53 on the side of the second lateral face 41 .
- the example illustrated in FIG. 12 is particularly suitable for providing polyphase electric machine 10 with a tolerance allowing degraded operation in the event of failure of a power source chosen from: the first current and/or voltage source 52 , and the second current and/or voltage source 53.
- the example illustrated in FIG. 13 also allows a tolerance authorizing degraded operation in the event of failure of a power source selected from: the first current and/or voltage source 52, and the second current and/or voltage 53 but with a lower electrical impedance.
- a power source selected from: the first current and/or voltage source 52, and the second current and/or voltage 53 but with a lower electrical impedance.
- the inverter attached to this failed power source behaves like a diode bridge (because there are diodes connected in parallel with transistors) and therefore currents can still flow even though there is no more voltage supplied by the failed power source.
- the input modules 51a and the output modules 51b are powered both by the first current and/or voltage source 52 and the second current source and/or voltage 53. This arrangement allows that even if one of the two current and/or voltage sources is defective, then the remaining current and/or voltage source can operate the polyphase electrical machine 10 at least as long as repair is considered.
- the sum of the number of input modules 51a and the number of output modules 51b is equal to 20. This number may be higher for increase the number of phases or much less as shown in Figure 14 if the first or second terminals of several coils 22 are connected together.
- the sum of the number of input modules 51a and output modules 51b is an even multiple of 3, 5, 7, or more generally an even multiple d a prime number, then it is possible to supply the input modules 51a and the output modules 51b both by the first current and/or voltage source 52 and by the second current source and/or voltage 53.
- This arrangement allows that even if one of the two current and / or voltage sources is defective then the remaining current and / or voltage source can operate the polyphase electric machine 10 at least the time that a repair be considered.
- the second current and/or voltage source 52 may be identical to the first current and/or voltage source 53.
- the first moving element 20 comprises a plurality of primary cooling elements 23.
- This implementation and the following ones can be implemented independently of the characteristic which relates to the distribution along the first side face 40 and the second side face 41 of the input and output modules 51a, 51b.
- Each primary cooling element 23 comprises a first portion 23a as well as a second portion 23b and allows a transfer of a heat flow from the first portion 23a of the primary cooling element 23 to the second portion 23b of the cooling element.
- the first portion 23a of the primary cooling elements 23 is arranged through or between the coil support projections 21b so as to be surrounded at least in part by the ferromagnetic material of the support structure 21.
- the term "surrounded” means "surrounded directly or indirectly through a galvanic insulator".
- the second portion 23b of the primary cooling elements 23 is arranged outside the support structure 21.
- the primary cooling elements 23 are galvanically isolated from the ferromagnetic material of the support structure. holder 21 .
- the primary cooling elements 23 can each extend partly into the cylinder head to promote the cooling of the coils 22.
- the primary cooling elements 23 are heat pipes. This allows rapid and effective removal of heat from the inside of the first moving element 20 to the outside, in other words to the outside of the first moving element 20.
- the heat pipes, or at least a part of them, as primary cooling elements 23, can also each have, depending on their design, a non-linear thermal resistance in the sense that said heat pipes can each participate, in function of the heat to be evacuated, either to heat transfer by thermal conduction or to heat transfer by evaporation which is more efficient than heat transfer by thermal conduction, whereby the thermal resistance of said heat pipe drops compared in case the heat transfer is by thermal conduction.
- the primary cooling elements 23 are formed at least in part from a material chosen from among copper, aluminum, an aluminum alloy or an aluminum oxide. If aluminum is used, then a layer of aluminum oxide is likely to form naturally on the surface of the heat pipe, which will ensure natural galvanic isolation from the material. ferromagnetic.
- the second portion 23b of the primary cooling elements 23 extends along a longitudinal axis, for example parallel to the axis of rotation of the polyphase electrical machine, and comprises a heat sink 23c formed of one or more structures extending radially around this longitudinal axis.
- the heat sink 23c can be composed of several discs which increases the heat dissipation. Other shapes can also be considered to maximize heat exchange.
- the heat sink 23c of a corresponding primary cooling element 23 can be a heat pipe condenser when the primary cooling element 23 which comprises it is a heat pipe; the discs of this condenser then making it possible to increase the heat dissipation at the level of the condenser of the said heat pipe.
- the second portion can be composed, if the heat pipe is through, by the two outer ends of the heat pipe or the outer end if only one end exists.
- the first portion can be formed by the joining of two portions of two heat pipes arranged inverted fashion. This allows for easier manufacturing.
- the first portion 23b of the primary cooling elements 23 is arranged in the coil support projections 21b.
- This arrangement improves compactness and heat dissipation.
- At least one of the cooling projections 24 is arranged between two adjacent coil support projections 21b so that said cooling projection 24 is crossed by the first portion 23a of at least one of the primary cooling elements 23.
- This arrangement makes it possible to effectively evacuate the heat coming from the coils 22.
- An advantage of this arrangement is that it makes it possible to integrate cooling into the support structure 21 without enlarging its section.
- the first set in motion 20, and therefore in particular the winding system mentioned above of this first set in motion 20, can be such that the coil support projections 21b are arranged so as to delimit intermediate spaces (also called intermediate regions), each intermediate space being arranged between two coil support projections 21b.
- the, or each, cooling projection 24 (also called a ferromagnetic projection) is arranged in one of the corresponding intermediate spaces and is pierced with a hole 24a (FIG. 5), in particular circular, allowing it to be housed (for example by insertion) a portion of a corresponding heat pipe galvanically isolated from said cooling projection 24; the hole 24a extends for example along a longitudinal axis parallel to the axis of rotation of the polyphase electric machine 10.
- FIG. 5 a hole 24a
- a primary cooling element 23 formed by a heat pipe inserted in a hole 24a corresponding to one of the cooling projections 24.
- any heat pipe referred to is one of the primary cooling elements 23, so what applies to heat pipes in this paragraph can apply more generally to the elements primary cooling 23.
- the heat pipes are electrically isolated from the cooling projections 24 to prevent the circulation of electric current between the heat pipes: if this were not the case, induced currents could circulate via the support structure 21 of a heat pipe to another heat pipe (the heat pipes being in areas where there are variable magnetic fields, there are voltages induced in these heat pipes: the insulation electric makes it possible to obtain a high electric impedance so that currents cannot be induced in the heat pipes), this could therefore induce additional electric losses within the polyphase electric machine 10.
- the hole 24a of the, or of each, projection 24 can make it possible to position the corresponding heat pipe in an appropriate manner in order to control the thermal resistance between the heat pipe passing through this hole 24a and the heat sources essentially formed by the coils 22.
- control of the geometry of the heat pipes by circular example for circular holes 24a can make it possible to ensure good thermal contact between the support structure 21 and each heat pipe despite the galvanic insulation present to avoid induced currents causing electrical losses within the polyphase electrical machine 10 by electrical resistance in the support structure 21 and the heat pipes.
- the more the, or each, heat pipe (which can be made of an electrically conductive material such as copper or aluminum) is subjected to time-varying magnetic fields, the more the induced voltages which can be the source of currents induced will be significant: there is then a risk of producing heat.
- the presence of the heat pipes inserted in the cooling projections 24 dedicated to this makes it possible to easily insert the heat pipes (for example during assembly) or to be able to remove the heat pipes (for example for recycling, or for repair, of the polyphase electric machine 10).
- the insertion of a corresponding heat pipe in the corresponding hole 24a is advantageously done by avoiding damaging the electrical insulation between the heat pipe and the cooling projection 24.
- any heat pipe inserted into a corresponding hole 24a of the cooling projection 24 has a part outside this hole 24a, in particular this part can include the heat sink 23c.
- each sheet may comprise one or more holes to form, when the sheets of the stack of sheets are suitably aligned, one or more holes 24a for the insertion of heat pipe(s) within the first set of movement 20.
- the second moving element 30 comprises a plurality of secondary cooling elements 33.
- Each secondary cooling element 33 comprises a first portion 33a as well as a second portion 33b and it allows transfer of a heat flow from the first portion 33a of the secondary cooling element 33 to the second portion 33b of the secondary cooling element 33.
- the first portion 33a of the secondary cooling elements 33 is arranged between adjacent magnetic elements 31 of the plurality of magnetic elements 31.
- the second portion 33b of the secondary cooling elements 33 is also arranged outside the second set of movement 30.
- the secondary cooling elements 33 are galvanically isolated from the ferromagnetic material surrounding the magnetic elements 31.
- the secondary cooling elements 33 are heat pipes. This allows rapid and efficient evacuation of the heat from the inside of the second moving element 30 to the outside.
- the heat pipes or at least a part of them, as secondary cooling elements 33, can also each have, depending on their design, a nonlinear thermal resistance in the sense that said heat pipes can each participate, depending heat to be evacuated, either to a heat transfer by thermal conduction or to a heat transfer by evaporation which is more efficient than the heat transfer by thermal conduction, whereby the thermal resistance of said heat pipe drops with respect to the case where the heat transfer is by thermal conduction.
- the secondary cooling elements 33 are formed at least in part from a material chosen from among copper, aluminum, an aluminum alloy or an aluminum oxide. If aluminum is used, then a layer of aluminum oxide is likely to form on the surface of the heat pipe, which will ensure natural galvanic isolation from the ferromagnetic material. .
- the second portion 33b of the secondary cooling elements 33 extends along a longitudinal axis, for example parallel to the axis of rotation of the polyphase electric machine, and comprises a heat sink 33c formed of one or more structures extending radially around this longitudinal axis.
- the heat sink 33c can be composed of several disks which increases the heat dissipation.
- the heat sink 33c of a corresponding secondary cooling element 33 can be a corresponding heat pipe condenser when the secondary cooling element 33 which comprises it is a heat pipe; the discs of this condenser then making it possible to increase the heat dissipation at the level of the condenser of the said heat pipe.
- the second portion can be composed, if the heat pipe is through, by the two outer ends of the heat pipe or the outer end if only one end exists.
- the first portion can be formed by the joining of two portions of two heat pipes arranged inverted fashion. This allows for easier manufacturing.
- a holding mechanism 70 interconnects the second portions 23b of at least two of the primary cooling elements 23 or the second portions 33b of at least two of the elements secondary cooling 33.
- the holding device 70 may for example be a drilled or tapped disc. Such an arrangement makes it possible to increase the mechanical strength of the assembly and limit vibrations. If the holding mechanism 70 is a thermal conductor then this may be advantageous to improve heat dissipation.
- a stirring device 90 integral with the second moving element 30, makes it possible to move a fluid surrounding the shaft to be driven 80 when the second set of movement 30 is set in rotation.
- the stirring device 90 can thus comprise fins which allow the fluid to be diverted towards the coils 22 or the primary cooling elements 23.
- the fluid can be ambient air or else a liquid or a cloud of nonionic vapor. Such an arrangement allows effective cooling of the first and second moving elements 20, 30.
- the invention also relates to a vehicle comprising such a polyphase electric machine.
- a vehicle comprising such a polyphase electric machine.
- Such a vehicle has the advantage of being more compact and more resilient to breakdowns.
- the polyphase electric machine 10 as described can also be called an integrated polyphase electric machine in the sense that it comprises the phase generator 50, the first set of movement 20 and the second set of movement 30. if necessary, the integrated polyphase electric machine 10 can also include the control device 100.
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Abstract
Polyphase electric machine (10) comprising a first motion actuation assembly (20) and a rotatable second motion actuation assembly (30), the first and second motion actuation assemblies (20, 30) together defining first and second opposing lateral faces (40, 41) of the polyphase electric machine; the polyphase electric machine further comprising at least one phase generator (50) comprising a plurality of control assemblies (51), each control assembly (51) containing an input module (51a) and an output module (51b), the input and output modules (51a, 51b) being arranged on the first lateral face (40) and on the second lateral face (41) of the polyphase electric machine (10).
Description
Machine électrique polyphasée intégrée Integrated polyphase electric machine
Domaine technique de l’invention Technical field of the invention
La présente invention concerne une machine électrique polyphasée.The present invention relates to a polyphase electrical machine.
La présente invention concerne également un véhicule comportant une telle machine polyphasée. The present invention also relates to a vehicle comprising such a polyphase machine.
Etat de la technique State of the art
Les machines électriques polyphasées actuelles utilisent un stator interagissant en rotation avec un rotor. L’alimentation de ces machines électriques polyphasées se fait par exemple avec un module de pilotage qui commande la création de champs magnétiques déphasés dans le stator. Ces derniers interagissent avec des éléments magnétiques situés sur la partie à mettre en mouvement, c’est-à-dire le rotor, ce qui entraine par répulsion magnétique une mise en mouvement relative entre le rotor et le stator. Current polyphase electrical machines use a stator interacting in rotation with a rotor. The supply of these polyphase electrical machines is done for example with a control module which controls the creation of out-of-phase magnetic fields in the stator. These interact with magnetic elements located on the part to be set in motion, i.e. the rotor, which leads by magnetic repulsion to a relative movement between the rotor and the stator.
Ce principe de machine est connu mais cependant les machines existantes ne permettent pas de limiter efficacement les contraintes de compatibilité électromagnétiques et thermiques. Elles présentent en effet le plus souvent un arrangement tel que les connectiques sont sujettes à des pertubations électromagnétiques. L’évacuation de la chaleur est également problématique du fait de l’arrangement non optimal des éléments entre eux ce qui limite la compacité de ces machines électriques polyphasées. Un tel arrangement compact serait pourtant avantageux notamment pour limiter les coûts et pour permettre une utilisation dans des véhicules par exemple électriques. Il existe en outre des besoins pour que la machine électrique polyphasée puisse continuer à fonctionner malgré une panne partielle de ces composants. This principle of machine is known but however the existing machines do not make it possible to effectively limit the constraints of electromagnetic and thermal compatibility. They most often have an arrangement such that the connectors are subject to electromagnetic interference. The evacuation of heat is also problematic due to the non-optimal arrangement of the elements between them, which limits the compactness of these polyphase electric machines. Such a compact arrangement would however be advantageous in particular to limit the costs and to allow use in vehicles, for example electric. There are also requirements for the polyphase electrical machine to be able to continue to operate despite a partial failure of these components.
Objet de l’invention Object of the invention
La présente invention a pour but de proposer une solution qui réponde à tout ou partie des problèmes précités et notamment : The purpose of the present invention is to propose a solution which responds to all or part of the aforementioned problems and in particular:
-proposer une solution permettant l’obtention d’une machine électrique polyphasée compacte et permettant une évacuation de la chaleur satisfaisante ; - propose a solution allowing to obtain a compact polyphase electric machine and allowing a satisfactory evacuation of the heat;
-proposer une solution permettant l’obtention d’une machine électrique polyphasée limitant les perturbations électromagnétiques ; - propose a solution to obtain a polyphase electrical machine limiting electromagnetic disturbances;
-proposer une solution permettant l’obtention d’une machine électrique polyphasée ayant une résilience satisfaisante aux pannes partielles de ces composants. - propose a solution allowing to obtain a polyphase electric machine having a satisfactory resilience to the partial breakdowns of these components.
Ce but peut être atteint grâce une machine électrique polyphasée comprenant un premier ensemble de mise en mouvement et un deuxième ensemble de mise en mouvement
mobile en rotation l’un par rapport à l’autre suivant un axe de rotation de la machine électrique polyphasée, machine électrique polyphasée dans laquelle : This object can be achieved by means of a polyphase electric machine comprising a first set of movement and a second set of movement movable in rotation relative to each other along an axis of rotation of the polyphase electric machine, polyphase electric machine in which:
- le premier ensemble de mise en mouvement comprend : - the first set of movement includes:
- une structure de support en matériau ferromagnétique formée d’une portion périphérique délimitant un logement central et depuis laquelle s’étendent une pluralité de saillies de support de bobine orientées transversalement audit axe de rotation en direction du logement central ; - a ferromagnetic material support structure formed of a peripheral portion delimiting a central housing and from which extend a plurality of coil support projections oriented transversely to said axis of rotation in the direction of the central housing;
- une pluralité de bobines, chaque bobine étant apte à générer un champ magnétique de bobine respectif lorsqu’un potentiel électrique d’entrée respectif alimente une première borne de ladite bobine et lorsqu’un potentiel électrique de sortie respectif, différent du potentiel électrique d’entrée respectif, alimente une deuxième borne de ladite bobine ; chaque bobine recouvrant tout ou partie d’au moins l’une desdites saillies de support de bobine;- a plurality of coils, each coil being capable of generating a respective coil magnetic field when a respective input electrical potential supplies a first terminal of said coil and when a respective output electrical potential, different from the electrical potential of respective input, supplies a second terminal of said coil; each coil covering all or part of at least one of said coil support projections;
- le deuxième ensemble de mise en mouvement est agencé au moins en partie dans ledit logement central et est libre par rapport au premier ensemble de mise en mouvement, le deuxième ensemble de mise en mouvement comprenant : - the second set in motion is arranged at least partly in said central housing and is free with respect to the first set in motion, the second set in motion comprising:
- une pluralité d’éléments magnétiques, chaque élément magnétique étant configuré pour délivrer un champ magnétique de deuxième ensemble de mise en mouvement respectif, apte à interagir avec le champ magnétique de bobine généré par l’une des bobines du premier ensemble de mise en mouvement, d’une manière imposant un mouvement de rotation relatif entre le premier ensemble de mise en mouvement et le deuxième ensemble de mise en mouvement autour dudit axe de rotation lorsque le potentiel électrique d’entrée respectif et le potentiel électrique de sortie respectif sont appliqués aux bobines du premier élément de mise en mouvement ; le premier et le deuxième ensembles de mise en mouvement définissant ensemble des première et deuxième faces latérales opposées de la machine électrique polyphasée, décalées l’une par rapport à l’autre suivant l’axe de rotation de la machine électrique polyphasée ; la machine électrique polyphasée comprenant en outre : - a plurality of magnetic elements, each magnetic element being configured to deliver a respective second set of motion magnetic field, able to interact with the coil magnetic field generated by one of the coils of the first set of motion , in a manner imposing a relative rotational movement between the first moving assembly and the second moving assembly about said axis of rotation when the respective input electrical potential and the respective output electrical potential are applied to the coils of the first moving element; the first and the second sets of movement defining together first and second opposite side faces of the polyphase electric machine, offset relative to each other along the axis of rotation of the polyphase electric machine; the polyphase electric machine further comprising:
- au moins un générateur de phases comprenant une pluralité d’ensembles de commande, chaque ensemble de commande contenant un module d’entrée alimentant la première borne d’au moins l’une des bobines de la pluralité de bobines et un module de sortie alimentant la deuxième borne de ladite au moins une bobine de la pluralité de bobines ; le module d’entrée étant apte à générer le potentiel électrique d’entrée respectif appliqué à ladite au moins une bobine de la pluralité de bobines à partir d’au moins une source de courant et/ou de tension choisie parmi une première source de courant et/ou de tension continue et une deuxième source de courant et/ou de tension continue à laquelle la machine électrique
polyphasée est raccordée ; le module de sortie étant apte à générer le potentiel électrique de sortie respectif appliqué à ladite au moins une bobine de la pluralité de bobines à partir de la première source de courant et/ou de tension et/ou de la deuxième source de courant et/ou de tension continue à laquelle la machine électrique polyphasée est raccordée ; le potentiel électrique d’entrée respectif et le potentiel électrique de sortie respectif étant configurés pour générer une phase respective dans ladite au moins une bobine de la pluralité de bobines ; les phases respectives étant différentes les unes des autres; les modules d’entrée et de sortie étant agencés au niveau de la première face latérale et au niveau de la deuxième face latérale de la machine électrique polyphasée . - at least one phase generator comprising a plurality of control assemblies, each control assembly containing an input module supplying the first terminal of at least one of the coils of the plurality of coils and an output module supplying the second terminal of said at least one coil of the plurality of coils; the input module being capable of generating the respective input electrical potential applied to said at least one coil of the plurality of coils from at least one current and/or voltage source selected from among a first current source and/or DC voltage and a second current and/or DC voltage source to which the electrical machine polyphase is connected; the output module being capable of generating the respective electrical output potential applied to said at least one coil of the plurality of coils from the first current and/or voltage source and/or from the second current source and/ or DC voltage to which the polyphase electrical machine is connected; the respective input electrical potential and the respective output electrical potential being configured to generate a respective phase in said at least one coil of the plurality of coils; the respective phases being different from each other; the input and output modules being arranged at the level of the first side face and at the level of the second side face of the polyphase electrical machine.
Dans une mise en œuvre de la machine électrique polyphasée, le premier élément de mise en mouvement comprend une pluralité d’éléments primaires de refroidissement, chaque élément primaire de refroidissement comportant une première portion ainsi qu’une deuxième portion et permettant un transfert d’un flux de chaleur de la première portion de l’élément primaire de refroidissement vers la deuxième portion de l’élément primaire de refroidissement ; la première portion des éléments primaires de refroidissement étant agencée à travers ou entre les saillies de support de bobine de sorte à être entourée au moins en partie par le matériau ferromagnétique de la structure de support ; la deuxième portion des éléments primaires de refroidissement étant agencée à l’extérieur de la structure de support . In one implementation of the polyphase electric machine, the first moving element comprises a plurality of primary cooling elements, each primary cooling element comprising a first portion as well as a second portion and allowing a transfer of a heat flow from the first portion of the primary cooling element to the second portion of the primary cooling element; the first portion of the primary cooling elements being arranged through or between the coil support projections so as to be surrounded at least in part by the ferromagnetic material of the support structure; the second portion of the primary cooling elements being arranged outside the support structure.
Dans une mise en œuvre de la machine électrique polyphasée, la structure de support délimite une pluralité de saillies de refroidissement, formées dans le même matériau ferromagnétique que le reste de la structure de support, s’étendant transversalement depuis la portion périphérique de la structure de support ; au moins l’une des saillies de refroidissement étant agencée entre deux saillies de support de bobine adjacentes de sorte que ladite saillie de refroidissement soit traversée par la première portion d’au moins l’un des éléments primaires de refroidissement . In one implementation of the polyphase electrical machine, the support structure delimits a plurality of cooling projections, formed from the same ferromagnetic material as the rest of the support structure, extending transversely from the peripheral portion of the bracket; at least one of the cooling projections being arranged between two adjacent coil support projections so that said cooling projection is crossed by the first portion of at least one of the primary cooling elements.
Dans une mise en œuvre de la machine électrique polyphasée, le deuxième élément de mise en mouvement comprend une pluralité d’éléments secondaires de refroidissement, chaque élément secondaire de refroidissement comportant une première portion ainsi qu’une deuxième portion et permettant un transfert d’un flux de chaleur de la première portion de l’élément secondaire de refroidissement vers la deuxième portion de l’élément secondaire de refroidissement ; la première portion des éléments secondaires de refroidissement étant agencée entre des
éléments magnétiques adjacents de la pluralité d’éléments magnétiques ; la deuxième portion des éléments secondaires de refroidissement étant agencée à l’extérieur du deuxième ensemble de mise en mouvement . In one implementation of the polyphase electric machine, the second moving element comprises a plurality of secondary cooling elements, each secondary cooling element comprising a first portion as well as a second portion and allowing a transfer of a heat flow from the first portion of the secondary cooling element to the second portion of the secondary cooling element; the first portion of the secondary cooling elements being arranged between adjacent magnetic elements of the plurality of magnetic elements; the second portion of the secondary cooling elements being arranged outside the second set in motion.
Dans une mise en œuvre de la machine électrique polyphasée, au moins l’un des éléments primaires de refroidissement ou au moins l’un des éléments secondaires de refroidissement est isolé de manière galvanique par rapport au matériau ferromagnétique. In one implementation of the polyphase electrical machine, at least one of the primary cooling elements or at least one of the secondary cooling elements is galvanically isolated from the ferromagnetic material.
Dans une mise en œuvre de la machine électrique polyphasée, les éléments primaires de refroidissement ou les éléments secondaires de refroidissement sont des caloducs. In one implementation of the polyphase electrical machine, the primary cooling elements or the secondary cooling elements are heat pipes.
Dans une mise en œuvre de la machine électrique polyphasée, les éléments primaires de refroidissement ou les éléments secondaires de refroidissement sont formés au moins en partie dans un matériau choisi parmi du cuivre, de l’aluminium, un alliage d’aluminium ou un oxyde d’aluminium. In one implementation of the multiphase electrical machine, the primary cooling elements or the secondary cooling elements are formed at least in part from a material chosen from among copper, aluminum, an aluminum alloy or an oxide of 'aluminum.
Dans une mise en œuvre de la machine électrique polyphasée, la deuxième portion des éléments primaires de refroidissement ou la deuxième portion des éléments secondaires de refroidissement s’étend selon un axe longitudinal et comprend un dissipateur thermique formé d’une ou plusieurs structures s’étendant radialement autour de cet axe longitudinal. In one implementation of the multiphase electrical machine, the second portion of the primary cooling elements or the second portion of the secondary cooling elements extends along a longitudinal axis and comprises a heat sink formed of one or more structures extending radially around this longitudinal axis.
Dans une mise en œuvre de la machine électrique polyphasée, un mécanisme de maintien relie entre elles les deuxièmes portions d’au moins deux des éléments primaires de refroidissement ou les deuxièmes portions d’au moins deux des éléments secondaires de refroidissement. In one implementation of the polyphase electric machine, a holding mechanism interconnects the second portions of at least two of the primary cooling elements or the second portions of at least two of the secondary cooling elements.
Dans une mise en œuvre de la machine électrique polyphasée, les bobines sont isolées de manière galvanique par rapport aux saillies de support de bobine. In one implementation of the polyphase electrical machine, the coils are galvanically isolated from the coil support projections.
Dans une mise en œuvre de la machine électrique polyphasée, la somme du nombre de modules d’entrée et du nombre de modules de sortie est supérieur ou égal à 20. In an implementation of the polyphase electrical machine, the sum of the number of input modules and the number of output modules is greater than or equal to 20.
Dans une mise en œuvre de la machine électrique polyphasée, la somme du nombre de modules d’entrée et du nombre de modules de sortie est un multiple pair d’un des nombres premiers 3, 5 ou 7. In an implementation of the polyphase electric machine, the sum of the number of input modules and the number of output modules is an even multiple of one of the prime numbers 3, 5 or 7.
Dans une mise en œuvre de la machine électrique polyphasée, les modules d’entrée sont agencés au niveau de la première face latérale et les modules de sortie sont agencés au niveau de la deuxième face latérale. In one implementation of the polyphase electrical machine, the input modules are arranged at the level of the first side face and the output modules are arranged at the level of the second side face.
Dans une mise en œuvre de la machine électrique polyphasée, le module d’entrée et le module de sortie d’un même ensemble de commande sont agencés au niveau d’une même face latérale choisie parmi la première face latérale et la deuxième face latérale.
Dans une mise en œuvre de la machine électrique polyphasée, les bobines sont connectées à un dispositif de connexion disposé au niveau d’au moins l’une parmi la première face latérale et la deuxième face latérale, le dispositif de connexion étant configuré pour mettre en connexion électrique une ou plusieurs bobines de la pluralité de bobines entre elles. In one implementation of the polyphase electric machine, the input module and the output module of the same control assembly are arranged at the same side face chosen from among the first side face and the second side face. In an implementation of the polyphase electric machine, the coils are connected to a connection device disposed at the level of at least one of the first side face and the second side face, the connection device being configured to electrically connecting one or more coils of the plurality of coils together.
Dans une mise en œuvre de la machine électrique polyphasée, les saillies de support de bobine ont une extrémité orientée vers le logement central qui est divisée en une première saillie secondaire et une deuxième saillie secondaire ; au moins l’une des bobines de la pluralité de bobines recouvrant en partie la première saillie secondaire de l’une des saillies de support de bobine et la deuxième saillie secondaire de l’une des saillies de support de bobine adjacentes à ladite saillie de support de bobine . In one implementation of the polyphase electric machine, the coil support projections have one end facing the central housing which is divided into a first secondary projection and a second secondary projection; at least one of the plurality of coils partially overlapping the first secondary projection of one of the coil support projections and the second secondary projection of one of the coil support projections adjacent said support projection of coil.
Dans une mise en œuvre de la machine électrique polyphasée, la machine électrique polyphasée comprend un dispositif de commande configuré pour contrôler les modules d’entrée et les modules de sortie de sorte à pouvoir faire varier chacune des phases. In one implementation of the polyphase electric machine, the polyphase electric machine includes a controller configured to control the input modules and the output modules so that each of the phases can be varied.
Dans une mise en œuvre de la machine électrique polyphasée, les premier et deuxième ensembles de mise en mouvement ont une forme globalement cylindrique d’axe coïncidant avec l’axe de rotation de la machine électrique polyphasée. In one implementation of the polyphase electric machine, the first and second sets of movement have a generally cylindrical shape with an axis coinciding with the axis of rotation of the polyphase electric machine.
Dans une mise en œuvre de la machine électrique polyphasée, la structure de support est formée par un empilement de structures secondaires suivant l’axe de rotation de la machine électrique polyphasée, chaque structure secondaire présentant une épaisseur inférieure à une épaisseur totale du premier ensemble de mise en mouvement comptée suivant la direction de l’axe de rotation de la machine électrique polyphasée. In one implementation of the polyphase electric machine, the support structure is formed by a stack of secondary structures along the axis of rotation of the polyphase electric machine, each secondary structure having a thickness less than a total thickness of the first set of set in motion counted in the direction of the axis of rotation of the polyphase electrical machine.
Dans une mise en œuvre de la machine électrique polyphasée, les éléments magnétiques sont des aimants permanents. In one implementation of the polyphase electric machine, the magnetic elements are permanent magnets.
Dans une mise en œuvre de la machine électrique polyphasée, le premier ensemble de mise en mouvement forme un stator et le deuxième ensemble de mise en mouvement forme un rotor solidaire d’un arbre à entraîner. In one implementation of the polyphase electric machine, the first set of movement forms a stator and the second set of movement forms a rotor secured to a shaft to be driven.
Dans une mise en œuvre de la machine électrique polyphasée, les éléments magnétiques s’étendent radialement depuis l’arbre à entraîner. In one implementation of the polyphase electric machine, the magnetic elements extend radially from the shaft to be driven.
Dans une mise en œuvre de la machine électrique polyphasée, les éléments magnétiques comprennent un premier matériau ayant des premières propriétés magnétiques et orienté vers l’arbre à entraîner et un deuxième matériau ayant des secondes propriétés magnétiques et orienté vers le stator, les deuxièmes propriétés magnétiques étant moins dégradées par une augmentation de température que les premières propriétés magnétiques. In an implementation of the polyphase electric machine, the magnetic elements comprise a first material having first magnetic properties and oriented towards the shaft to be driven and a second material having second magnetic properties and oriented towards the stator, the second magnetic properties being less degraded by an increase in temperature than the first magnetic properties.
Dans une mise en œuvre de la machine électrique polyphasée, le premier matériau est du NdFeB et le deuxième matériau est du SmCo.
Dans une mise en œuvre de la machine électrique polyphasée, un dispositif de brassage, solidaire du deuxième élément de mise en mouvement, est configuré pour mettre en mouvement un fluide entourant l’arbre à entraîner lorsque le deuxième ensemble de mise en mouvement est mis en rotation. In one implementation of the polyphase electrical machine, the first material is NdFeB and the second material is SmCo. In one implementation of the polyphase electric machine, a stirring device, integral with the second moving element, is configured to move a fluid surrounding the shaft to be driven when the second moving assembly is set in motion. spin.
L’invention porte également sur un véhicule comportant une telle machine électrique polyphasée. The invention also relates to a vehicle comprising such a polyphase electric machine.
Description sommaire des dessins Brief description of the drawings
D’autres aspects, buts, avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de modes de réalisation préférés de celle- ci, donnée à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : Other aspects, aims, advantages and characteristics of the invention will appear better on reading the following detailed description of preferred embodiments thereof, given by way of non-limiting example, and made with reference to the appended drawings. on which ones :
La figure 1 représente une vue de côté d’un exemple de machine polyphasée selon l’invention, les modules d’entrée et de sortie étant agencés en nombre total égal au niveau de la première face latérale et au niveau de la deuxième face latérale. FIG. 1 represents a side view of an example of a polyphase machine according to the invention, the input and output modules being arranged in a total number equal to the level of the first side face and to the level of the second side face.
La figure 2 représente une vue schématique en perspective éclatée d’un exemple d’une part d’un premier ensemble de mise en mouvement selon l’invention, ayant des saillies de refroidissements formant un stator, et comprenant des éléments primaires de refroidissements avec des dissipateurs et d’autre part d’un deuxième ensemble de mise en mouvement formant un rotor destiné à être agencé dans le logement central et comprenant des éléments de refroidissements secondaires. FIG. 2 represents a diagrammatic exploded perspective view of an example of a part of a first set of movement according to the invention, having cooling projections forming a stator, and comprising primary cooling elements with dissipators and on the other hand a second set of movement forming a rotor intended to be arranged in the central housing and comprising secondary cooling elements.
La figure 3 représente une vue de face d’un exemple d’ensembles de commande avant leur mise en place sur les faces latérales de la machine polyphasée. Figure 3 shows a front view of an example of control assemblies before their installation on the side faces of the polyphase machine.
La figure 4 représente une vue schématique en perspective d’un disque de connexion connecté à différentes bobines d’un premier ensemble de mise en mouvement. Figure 4 shows a schematic perspective view of a connection disc connected to different coils of a first set of motion.
La figure 5 représente une vue en perspective partielle d’un empilement de structures secondaires de type tôle ferromagnétique formant la structure de support selon l’invention. FIG. 5 represents a partial perspective view of a stack of secondary structures of the ferromagnetic sheet type forming the support structure according to the invention.
La figure 6 représente une vue schématique en perspective d’un exemple d’une part d’un premier ensemble de mise en mouvement selon l’invention, formant un stator, et comprenant des éléments primaires de refroidissements avec des dissipateurs et d’autre part d’un deuxième ensemble de mise en mouvement formant un rotor agencé dans le logement central et comprenant des éléments de refroidissements secondaires dont les deuxièmes portions sont reliées par un mécanisme de maintien. FIG. 6 represents a schematic view in perspective of an example on the one hand of a first set of movement according to the invention, forming a stator, and comprising primary cooling elements with dissipators and on the other hand a second set of movement forming a rotor arranged in the central housing and comprising secondary cooling elements whose second portions are connected by a holding mechanism.
La figure 7 représente une vue schématique de face partielle d’un exemple de structure de support selon l’invention dans laquelle les saillies de support de bobine ont une
extrémité orientée vers le logement central qui est divisée en une première saillie secondaire et une deuxième saillie secondaire. Figure 7 shows a schematic partial front view of an example of support structure according to the invention in which the coil support projections have a end facing the central housing which is divided into a first secondary projection and a second secondary projection.
La figure 8 représente une vue schématique en perspective d’un exemple de deuxième ensemble de mise en mouvement selon l’invention, auquel un dispositif de brassage est solidaire, formant un rotor et étant agencé dans le logement central d’un premier ensemble de mise en mouvement formant un stator comprenant des éléments primaires de refroidissement. FIG. 8 represents a schematic perspective view of an example of a second set of movement according to the invention, to which a stirring device is secured, forming a rotor and being arranged in the central housing of a first set of setting in motion forming a stator comprising primary cooling elements.
La figure 9 représente une vue de face partielle en perspective d’un exemple de deuxième ensemble de mise en mouvement selon l’invention dans lequel les éléments magnétiques comprennent un premier matériau et un deuxième matériau. FIG. 9 represents a partial front view in perspective of an example of a second set of movement according to the invention in which the magnetic elements comprise a first material and a second material.
La figure 10 représente un schéma électrique d’un exemple de générateur de phases selon l’invention, comprenant une première source de courant et/ou de tension, et dans lequel les modules d’entrée et de sortie alimentant une première borne et respectivement une deuxième borne d’une même bobine sont agencés au niveau d’une même face latérale. FIG. 10 represents an electrical diagram of an example of a phase generator according to the invention, comprising a first current and/or voltage source, and in which the input and output modules supplying a first terminal and respectively a second terminal of the same coil are arranged at the same side face.
La figure 11 représente un schéma électrique d’un exemple de générateur de phases selon l’invention, comprenant une première source de courant et/ou de tension, et dans lequel les modules d’entrée et de sortie alimentant une première borne et respectivement une deuxième borne d’une même bobine sont agencés au niveau d’une première face latérale et respectivement au niveau d’une deuxième face latérale, le nombre de modules d’entrée étant au nombre de dix, le nombre de modules de sortie étant également au nombre de dix. FIG. 11 represents an electrical diagram of an example of a phase generator according to the invention, comprising a first current and/or voltage source, and in which the input and output modules supplying a first terminal and respectively a second terminal of the same coil are arranged at a first side face and respectively at a second side face, the number of input modules being ten in number, the number of output modules also being at number ten.
La figure 12 représente un schéma électrique d’un exemple de générateur de phases selon l’invention, comprenant une première et une deuxième source de courant et/ou de tension, et dans lequel les modules d’entrée et de sortie alimentant une première borne et respectivement une deuxième borne d’une même bobine sont agencés au niveau d’une même face latérale. FIG. 12 represents an electrical diagram of an example of a phase generator according to the invention, comprising a first and a second current and/or voltage source, and in which the input and output modules supplying a first terminal and respectively a second terminal of the same coil are arranged at the same side face.
La figure 13 représente un schéma électrique d’un exemple de générateur de phases selon l’invention, comprenant une première et une deuxième source de courant et/ou de tension, et dans lequel les modules d’entrée et de sortie alimentant une première borne et respectivement une deuxième borne d’une même bobine sont agencés au niveau d’une première face latérale et respectivement au niveau d’une deuxième face latérale. FIG. 13 represents an electrical diagram of an example of a phase generator according to the invention, comprising a first and a second current and/or voltage source, and in which the input and output modules supplying a first terminal and respectively a second terminal of the same coil are arranged at a first side face and respectively at a second side face.
La figure 14 représente un schéma électrique d’un exemple de générateur de phases selon l’invention, comprenant une première source de courant et/ou de tension, et dans lequel les modules d’entrée et de sortie alimentant une première borne et respectivement une deuxième borne d’une même bobine sont agencés au niveau d’une première face latérale et
respectivement au niveau d’une deuxième face latérale, le nombre de modules d’entrée étant au nombre de cinq, le nombre de modules de sortie étant également au nombre de cinq. FIG. 14 represents an electrical diagram of an example of a phase generator according to the invention, comprising a first current and/or voltage source, and in which the input and output modules supplying a first terminal and respectively a second terminal of the same coil are arranged at a first side face and respectively at a second side face, the number of input modules being five in number, the number of output modules also being five in number.
Description détaillée detailed description
Sur les figures et dans la suite de la description, les mêmes références représentent les éléments identiques ou similaires. De plus, les différents éléments ne sont pas représentés à l’échelle de manière à privilégier la clarté des figures. Par ailleurs, les différents modes de réalisation et variantes ne sont pas exclusifs les uns des autres et peuvent être combinés entre eux. In the figures and in the remainder of the description, the same references represent identical or similar elements. In addition, the various elements are not represented to scale so as to favor the clarity of the figures. Furthermore, the different embodiments and variants are not mutually exclusive and can be combined with one another.
Comme illustré sur la figure 1 , l’invention concerne en premier lieu une machine électrique polyphasée 10. La machine électrique polyphasée 10 comprend tout d’abord un premier ensemble de mise en mouvement 20 et un deuxième ensemble de mise en mouvement 30 mobile en rotation l’un par rapport à l’autre suivant un axe de rotation de la machine électrique polyphasée 10. As illustrated in Figure 1, the invention relates firstly to a polyphase electric machine 10. The polyphase electric machine 10 firstly comprises a first set of movement 20 and a second set of movement 30 movable in rotation relative to each other along an axis of rotation of the polyphase electric machine 10.
Dans un exemple de mise en œuvre illustré sur les figures 2, 4, 6 et 8, le premier et le deuxième ensembles de mise en mouvement 20, 30 sont cylindriques. L’axe de de rotation de la machine électrique polyphasée 10 est alors confondu avec l’axe de révolution des cylindres. In an exemplary implementation illustrated in Figures 2, 4, 6 and 8, the first and second sets of movement 20, 30 are cylindrical. The axis of rotation of the polyphase electric machine 10 is then coincident with the axis of revolution of the cylinders.
Dans un exemple de mise en œuvre, le premier ensemble de mise en mouvement 20 est un stator. Le stator peut être fixé à la carrosserie d’une voiture électrique par exemple. Le deuxième ensemble de mise en mouvement 30 forme alors un rotor. Le rotor peut par exemple, comme illustré sur les figures 2, 4, 6 et 8, être solidaire d’un arbre à entraîner 80. Cet arbre à entraîner peut notamment servir à mettre en mouvement un véhicule électrique. A contrario si l’arbre à entrainer 80 est mis en rotation par un élément extérieur à la machine alors un courant électrique pourrait être généré dans le stator. In an exemplary implementation, the first set of movement 20 is a stator. The stator can be attached to the body of an electric car, for example. The second set of movement 30 then forms a rotor. The rotor can for example, as illustrated in FIGS. 2, 4, 6 and 8, be integral with a drive shaft 80. This drive shaft can in particular be used to set an electric vehicle in motion. Conversely, if the drive shaft 80 is rotated by an element external to the machine, then an electric current could be generated in the stator.
Dans un exemple, non-illustré et différent de la précédente mise en œuvre, le premier ensemble de mise en mouvement 20 forme un rotor et le deuxième ensemble de mise en mouvement 30 forme alors un stator. L’arbre à entrainer 80 serait alors agencé au niveau d’une zone extérieure du rotor et serait donc creux. Un tel agencement peut être utilisé dans des éoliennes par exemple. In one example, not shown and different from the previous implementation, the first set of movement 20 forms a rotor and the second set of movement 30 then forms a stator. The drive shaft 80 would then be arranged at an outer zone of the rotor and would therefore be hollow. Such an arrangement can be used in wind turbines for example.
Dans toutes les mises en œuvre de l’invention, le premier ensemble de mise en mouvement 20 comprend une structure de support 21 formée d’une portion périphérique 21a délimitant un logement central 21c. La structure de support 21 est en matériau ferromagnétique car cela permet d’augmenter et concentrer les champs magnétiques. Un matériau ferromagnétique peut être réalisé avec un métal contenant du fer ou du cobalt ou du nickel ou un mélange de ceux-ci.
Dans un exemple de mise en œuvre illustré sur la figure 9, la structure de support 21 est formée par un empilement de structures secondaires 21d suivant l’axe de rotation de la machine électrique polyphasée 10. Dans cet exemple, chaque structure secondaire 21d présente une épaisseur inférieure à une épaisseur totale du premier ensemble de mise en mouvement 20 comptée suivant la direction de l’axe de rotation de la machine électrique polyphasée. Cela permet de limiter les coûts de production. In all implementations of the invention, the first set of movement 20 comprises a support structure 21 formed of a peripheral portion 21a delimiting a central housing 21c. The support structure 21 is made of ferromagnetic material because this makes it possible to increase and concentrate the magnetic fields. A ferromagnetic material can be made with a metal containing iron or cobalt or nickel or a mixture of these. In an example of implementation illustrated in FIG. 9, the support structure 21 is formed by a stack of secondary structures 21d along the axis of rotation of the polyphase electrical machine 10. In this example, each secondary structure 21d has a thickness less than a total thickness of the first set in motion 20 counted in the direction of the axis of rotation of the polyphase electrical machine. This makes it possible to limit production costs.
Dans le domaine technique de la présente invention, les structures secondaires 21d peuvent aussi être appelées tôles, notamment ferromagnétiques, dont l’empilement permet de former la structure de support 21. Selon une formulation particulière du domaine technique de l’invention, un paquet de tôles peut former l’empilement de structures secondaires 21d et donc la structure de support 21. Chaque tôle peut alors présenter un découpage particulier adapté à la formation de la structure de support 21 par empilement de tôles ; ces tôles empilées étant in fine fixées entre elles. In the technical field of the present invention, the secondary structures 21d can also be called sheets, in particular ferromagnetic sheets, the stacking of which makes it possible to form the support structure 21. According to a particular formulation of the technical field of the invention, a packet of sheets can form the stack of secondary structures 21d and therefore the support structure 21. Each sheet can then have a particular cutout suitable for the formation of the support structure 21 by stacking sheets; these stacked sheets being ultimately fixed together.
Dans le domaine technique de la présente invention, la structure de support 21 peut aussi être appelée culasse. La culasse est classiquement destinée à être logée dans un carter aussi appelé carcasse 1000 (figure 1 ). La carcasse 1000 peut être en un matériau massif comme de la fonte, de l’aluminium, de la fonte d’aluminium ou de l’acier, ces matériaux étant de bons conducteurs thermiques. La carcasse 1000 peut avoir des fonctions mécaniques et thermiques puisqu’elle assure l’interfaçage de la culasse avec l’extérieur. La carcasse 1000 peut comprendre des ailettes ou des nervures qui augmentent la surface externe d’échange thermique de la machine électrique polyphasée 10. In the technical field of the present invention, the support structure 21 can also be called yoke. The cylinder head is conventionally intended to be housed in a casing also called frame 1000 (FIG. 1). The carcass 1000 can be made of a solid material such as cast iron, aluminium, cast aluminum or steel, these materials being good thermal conductors. The 1000 carcass can have mechanical and thermal functions since it provides the interfacing of the cylinder head with the outside. The carcass 1000 can include fins or ribs which increase the external heat exchange surface of the polyphase electric machine 10.
Dans l’invention, une pluralité de saillies de support de bobine 21 b s’étendent depuis la structure de support 21 et sont orientées transversalement audit axe de rotation en direction du logement central 21c. Par « transversalement » il convient de comprendre, de façon similaire, que les saillies de support de bobine 21 b s’étendent « radialement » vers le logement central 21c ce qui est le cas par exemple lorsque la forme générale des premiers et deuxièmes éléments de mise en mouvement 20, 30 est cylindrique. In the invention, a plurality of spool support projections 21b extend from the support structure 21 and are oriented transversely to said axis of rotation in the direction of the central housing 21c. By "transversely" it should be understood, in a similar way, that the coil support projections 21b extend "radially" towards the central housing 21c, which is the case for example when the general shape of the first and second elements of set in motion 20, 30 is cylindrical.
Dans un exemple de mise en œuvre illustré sur les figures 2, 4, 6-8, le premier ensemble de mise en mouvement 20 comprend en outre une pluralité de bobines 22. Chaque bobine 22 génère un champ magnétique de bobine respectif lorsqu’un potentiel électrique d’entrée respectif alimente une première borne de ladite bobine 22 et lorsqu’un potentiel électrique de sortie respectif, différent du potentiel électrique d’entrée respectif, alimente une deuxième borne de ladite bobine 22. En d’autres termes chaque bobine 22 de la pluralité génère un champ magnétique lorsqu’une tension est appliquée à ses bornes. Les bobines 22 peuvent être simple ou double couches c’est-à-dire que deux parties de deux bobines 22 adjacentes sont
agencées, tout en étant séparées, dans une même cavité de la structure de support 21. Cet exemple de configuration est avantageux en ce que les bobines 22 sont indépendantes et sans contact au niveau des têtes de bobines. Ceci garantit une certaine isolation thermique entre elles en cas de défaut comme par exemple lorsqu’un courant est trop élevé dans une bobine 22. In an exemplary implementation illustrated in Figures 2, 4, 6-8, the first motion set 20 further comprises a plurality of coils 22. Each coil 22 generates a respective coil magnetic field when a potential respective input voltage supplies a first terminal of said coil 22 and when a respective output electric potential, different from the respective input electric potential, supplies a second terminal of said coil 22. In other words each coil 22 of the plurality generates a magnetic field when a voltage is applied across it. The coils 22 can be single or double layers, that is to say that two parts of two adjacent coils 22 are arranged, while being separated, in the same cavity of the support structure 21. This configuration example is advantageous in that the coils 22 are independent and without contact at the level of the coil heads. This guarantees a certain thermal insulation between them in the event of a fault, such as when a current is too high in a coil 22.
En particulier, la ou chaque bobine 22 peut être alimentée en courant alternatif d’où il résulte que le sens de circulation du courant dans ladite bobine 22 change (le courant s’inverse de manière alternative) au cours du temps ; autrement dit, le champ magnétique généré par ladite bobine 22 est dépendant d’une différence de potentiel imposée à ladite bobine 22. Ainsi, la ou chaque bobine 22 peut être alimentée de telle sorte qu’alternativement : sa première borne est alimentée par le potentiel d’entrée et sa deuxième borne est alimentée par le potentiel de sortie ; sa première borne est alimentée par le potentiel de sortie et sa deuxième borne est alimentée par le potentiel d’entrée. In particular, the or each coil 22 can be supplied with alternating current from which it follows that the direction of flow of the current in said coil 22 changes (the current is reversed in an alternating manner) over time; in other words, the magnetic field generated by said coil 22 is dependent on a potential difference imposed on said coil 22. Thus, the or each coil 22 can be supplied in such a way that alternatively: its first terminal is supplied by the potential input and its second terminal is supplied by the output potential; its first terminal is supplied by the output potential and its second terminal is supplied by the input potential.
Les bornes de plusieurs bobines 22 peuvent être connectées ensembles par exemple via un dispositif de connexion 60 comme illustré sur la figure 4. Ce dispositif de connexion peut contenir des pistes conductrices qui relient de façon spécifique certaines bobines 22 entre elles. Ainsi, les bobines 22 peuvent être indépendantes entre elles puis, en fonction de l’application dans laquelle la machine électrique polyphasée est utilisée, un dispositif de connexion 60 différent pourra être envisagé avec un circuit de connexion interne différent. Ce principe permet à la fois de limiter la longueur des connectiques mais également d’obtenir une versatilité des configurations sans avoir à changer la conception générale de la machine électrique polyphasée en fonction des applications. La connexion de plusieurs bobines entre elles permet en outre d’obtenir des bobines émettant un champ magnétique sur une plus grande surface ou un champ magnétique augmenté en fonction de la caractéristique de la mise en connexion. Cela permet également de modifier les tensions d’alimentation des bobines en fonction de la source de courant et/ou de tension utilisée. Les bobines 22 sont par exemple en cuivre mais peuvent être isolées galvaniquement du reste des composants du premier ou deuxième élément de mise en mouvement 20, 30 et notamment du matériau ferromagnétique. Elles peuvent être réalisées par avance, avant introduction autour des saillies de support 21 b comme cela est visible sur la figure 2, ce qui diminue le coût de production. The terminals of several coils 22 can be connected together for example via a connection device 60 as illustrated in FIG. 4. This connection device can contain conductive tracks which specifically connect certain coils 22 together. Thus, the coils 22 can be independent of each other then, depending on the application in which the polyphase electric machine is used, a different connection device 60 can be envisaged with a different internal connection circuit. This principle makes it possible both to limit the length of the connectors but also to obtain versatility of the configurations without having to change the general design of the polyphase electrical machine depending on the applications. The connection of several coils together also makes it possible to obtain coils emitting a magnetic field over a larger surface or an increased magnetic field depending on the characteristic of the connection. This also makes it possible to modify the supply voltages of the coils according to the current and/or voltage source used. The coils 22 are for example made of copper but can be galvanically isolated from the rest of the components of the first or second moving element 20, 30 and in particular from the ferromagnetic material. They can be made in advance, before introduction around the support projections 21b as can be seen in FIG. 2, which reduces the production cost.
Par exemple, les bobines 22 peuvent être réalisées chacune en un fil de cuivre isolé électriquement (galvaniquement) ce qui peut assurer une première protection électrique. For example, the coils 22 can each be made of an electrically (galvanically) insulated copper wire, which can provide a first electrical protection.
En particulier, les bobines 22 peuvent être isolées galvaniquement par rapport aux saillies de support de bobine 21 b ; cette isolation peut être réalisée par des isolants de fond d’encoches qui peuvent alors assurer une deuxième protection électrique pouvant pallier à une
défaillance de la première protection électrique évoquée précédemment, les encoches étant délimitées chacune entre deux saillies de support de bobine 21 b adjacentes. Par « isolant de fond d’encoche » il est entendu un isolant en surface d’une encoche correspondante qui permet d’assurer une isolation électrique entre la structure de support 21 et les bobines 22, par exemple le cas échéant en sus de la première protection électrique réalisée sur les bobines 22 par exemple autour des fils de cuivre de ces bobines 22. En particulier, lorsque le paquet de tôles forme le premier ensemble de mise en mouvement 20, ce paquet de tôles peut en outre être relié électriquement à la terre. In particular, the coils 22 can be galvanically isolated from the coil support projections 21b; this insulation can be achieved by slot bottom insulators which can then provide a second electrical protection that can compensate for a failure of the first electrical protection mentioned above, the notches each being delimited between two adjacent coil support projections 21b. By "slot bottom insulator" is meant an insulator on the surface of a corresponding notch which makes it possible to provide electrical insulation between the support structure 21 and the coils 22, for example, where appropriate, in addition to the first electrical protection provided on the coils 22, for example around the copper wires of these coils 22. In particular, when the stack of laminations forms the first assembly 20 for setting in motion, this stack of laminations can also be electrically connected to earth .
De préférence, la machine électrique polyphasée 10 comprend un système de bobinage, ou plus simplement appelé bobinage, de type "concentrique dentaire" ; ce système de bobinage comprend les bobines 22 agencées de sorte qu’elles ne se touchent pas entre elles et de sorte qu’elles sont enroulées chacune en tout ou partie autour d’une saillie de support 21 b correspondante aussi appelée « dent », l’enroulement d’une bobine correspondante pouvant se refermer au-dessus de la dent correspondante ; bien entendu, comme évoqué précédemment, chaque bobine 22 est isolée galvaniquement de la saillie de support 21 b qu’elle entoure. Un avantage du système de bobinage tel que décrit est qu’en évitant le contact des bobines 22 entre elles cela permet de réaliser des machines électriques polyphasées tolérantes aux défaillances : s’il y a un problème de type thermique sur une bobine 22, la propagation de chaleur est moins facile que si les bobines se touchent. En outre, un autre avantage du système de bobinage tel que décrit est qu’en évitant le contact des bobines 22 entre elles, cela permet d’éviter un court- circuit si un isolant de surface des bobines 22 venait à fondre par rapport à une solution où les bobines 22 seraient en contact. Preferably, the polyphase electric machine 10 comprises a winding system, or more simply called winding, of the "dental concentric" type; this winding system comprises the coils 22 arranged so that they do not touch each other and so that they are each wound in whole or in part around a corresponding support projection 21b also called a "tooth", the winding of a corresponding coil which can be closed above the corresponding tooth; of course, as mentioned above, each coil 22 is galvanically isolated from the support projection 21b that it surrounds. An advantage of the winding system as described is that by avoiding contact of the coils 22 with each other, this makes it possible to produce polyphase electrical machines that are tolerant to faults: if there is a thermal type problem on a coil 22, the propagation heat is less easy than if the coils touch each other. In addition, another advantage of the winding system as described is that by avoiding contact of the coils 22 with each other, this makes it possible to avoid a short-circuit if a surface insulator of the coils 22 were to melt with respect to a solution where the coils 22 would be in contact.
Chaque bobine 22 recouvre tout ou partie d’au moins l’une desdites saillies de support de bobine 21 b. Ainsi, dans un exemple de mise en œuvre, les bobines 22 forment des spires, autrement dit des pseudo-boucles, et l’espace central vide des spires d’une bobine 22 vient s’insérer autour d’une saillie de support de bobine 21 b. Cela est visible par exemple sur les figures 2 ou 4. Les saillies de support de bobine 21 b forment ainsi des entrefers pour les bobines 22. Each coil 22 covers all or part of at least one of said coil support projections 21b. Thus, in an exemplary implementation, the coils 22 form turns, in other words pseudo-loops, and the empty central space of the turns of a coil 22 is inserted around a coil support projection 21b. This is visible for example in Figures 2 or 4. The coil support projections 21b thus form air gaps for the coils 22.
Dans un exemple de mise en œuvre illustré sur la figure 7, les saillies de support de bobine 21 b ont une extrémité orientée vers le logement central 21c qui est divisée en une première saillie secondaire 21 ba et une deuxième saillie secondaire 21 bb. Les premières et deuxièmes saillies secondaires 21 ba, 21 bb forment ainsi des protubérances, séparées entre elles, à l’extrémité des saillies de support de bobine 21 b. Les premières et deuxièmes saillies secondaires 21 ba, 21 bb sont également formées dans un matériau ferromagnétique, de préférence le même que celui de la structure de support 21. Dans cet exemple, au moins l’une
des bobines 22 de la pluralité de bobines recouvre en partie la première saillie secondaire 21 ba de l’une des saillies de support de bobine 21 b et la deuxième saillie secondaire 21 bb de l’une des saillies de support de bobine 21 b adjacentes à ladite saillie de support de bobine 21 b. Les bobines 22 sont alors formées par enroulement in situ. Un tel exemple permet d’augmenter l’intensité des champs magnétiques issus des bobines 22 ainsi que leur densité et la compacité globale. Cet exemple de mise en œuvre est également compatible avec l’exemple où la structure de support 21 est formée par un empilement de structures secondaires 21d. In an exemplary implementation illustrated in Figure 7, the coil support projections 21b have one end facing the central housing 21c which is divided into a first secondary projection 21ba and a second secondary projection 21bb. The first and second secondary projections 21 ba, 21 bb thus form protrusions, separated from each other, at the end of the coil support projections 21 b. The first and second secondary projections 21 ba, 21 bb are also formed in a ferromagnetic material, preferably the same as that of the support structure 21. In this example, at least one coils 22 of the plurality of coils partly covers the first secondary projection 21b of one of the coil support projections 21b and the second secondary projection 21bb of one of the coil support projections 21b adjacent to said spool support projection 21b. The coils 22 are then formed by winding in situ. Such an example makes it possible to increase the intensity of the magnetic fields coming from the coils 22 as well as their density and the overall compactness. This implementation example is also compatible with the example where the support structure 21 is formed by a stack of secondary structures 21d.
Le deuxième ensemble de mise en mouvement 30 est agencé au moins en partie dans ledit logement central 21c et est libre par rapport au premier ensemble de mise en mouvement 20. Le terme « libre » signifie « libre mécaniquement » mais n’exclue pas des interactions dues aux champs magnétiques. The second set in motion 30 is arranged at least partly in said central housing 21c and is free with respect to the first set in motion 20. The term "free" means "mechanically free" but does not exclude interactions due to magnetic fields.
Dans un exemple de mise en œuvre, le deuxième ensemble de mise en mouvement 30 est formé par un empilement de structures secondaires suivant l’axe de rotation de la machine électrique polyphasée 10. Chaque structure secondaire présente alors une épaisseur inférieure à une épaisseur totale du deuxième ensemble de mise en mouvement 30 comptée suivant la direction de l’axe de rotation de la machine électrique polyphasée. Cela permet de diminuer le coût de fabrication. Un matériau ferromagnétique est préférentiellement utilisé pour fabriquer les structures secondaires du deuxième ensemble de mise en mouvement. Cela permet de guider et densifier les champs magnétiques issus des éléments magnétiques 31. In an exemplary implementation, the second set of movement 30 is formed by a stack of secondary structures along the axis of rotation of the polyphase electric machine 10. Each secondary structure then has a thickness less than a total thickness of the second set of movement 30 counted in the direction of the axis of rotation of the polyphase electric machine. This reduces the manufacturing cost. A ferromagnetic material is preferably used to manufacture the secondary structures of the second set of movement. This makes it possible to guide and densify the magnetic fields coming from the magnetic elements 31.
Les structures secondaires du deuxième ensemble de mise en mouvement 30 peuvent aussi être appelées tôles, notamment ferromagnétiques, et peuvent présenter chacune un découpage particulier adapté à la formation du deuxième ensemble de mise en mouvement 30 par empilement de tôles ; ces tôles empilées étant in fine fixées entre elles. The secondary structures of the second set of movement set 30 can also be called sheets, in particular ferromagnetic, and can each have a particular cut-out adapted to the formation of the second set of set in motion 30 by stacking sheets; these stacked sheets being ultimately fixed together.
Comme illustré sur les figures 2, 6, 9, le deuxième ensemble de mise en mouvement 30 comprend une pluralité d’éléments magnétiques 31. Chaque élément magnétique 31 est configuré pour délivrer un champ magnétique de deuxième ensemble de mise en mouvement respectif. Ce champ magnétique est formé pour interagir successivement avec le champ magnétique de bobine généré par l’une des bobines 22 du premier ensemble de mise en mouvement 20. En interagissant successivement avec chacun des champs magnétiques de bobine, générés lorsque le potentiel électrique d’entrée respectif et le potentiel électrique de sortie respectif sont appliqués aux bobines 22, cela induit un mouvement de rotation relatif entre le premier ensemble de mise en mouvement 20 et le deuxième ensemble de mise en mouvement 30 autour dudit axe de rotation.
Dans un exemple de mise en œuvre illustré sur les figures 2, 6 et 9, les éléments magnétiques 31 s’étendent radialement depuis l’arbre à entraîner 80. Dans un exemple, les éléments magnétiques 31 , agencés selon deux rayons différents mais adjacents, sont disposés de sorte que leur pôle nord soit en face l’un de l’autre. Cela permet que le champ magnétique généré par deux éléments magnétiques 31 adjacents soit repoussé au maximum par le champ magnétique de bobine relatif à chacune des bobines 22, lorsque celles-ci passent au niveau des éléments magnétiques 31 en question. L’interaction entre les différents champs magnétiques produit ainsi une force optimisée pour la mise en mouvement du rotor par rapport au stator. As illustrated in Figures 2, 6, 9, the second set in motion 30 comprises a plurality of magnetic elements 31. Each magnetic element 31 is configured to deliver a magnetic field of the respective second set in motion. This magnetic field is formed to successively interact with the coil magnetic field generated by one of the coils 22 of the first set in motion 20. By successively interacting with each of the coil magnetic fields, generated when the electrical input potential respective and the respective output electrical potential are applied to the coils 22, this induces a relative rotational movement between the first set of movement 20 and the second set of movement 30 about said axis of rotation. In an exemplary implementation illustrated in Figures 2, 6 and 9, the magnetic elements 31 extend radially from the shaft to be driven 80. In one example, the magnetic elements 31, arranged along two different but adjacent radii, are arranged so that their north poles face each other. This allows the magnetic field generated by two adjacent magnetic elements 31 to be pushed back to the maximum by the coil magnetic field relative to each of the coils 22, when the latter pass at the level of the magnetic elements 31 in question. The interaction between the different magnetic fields thus produces an optimized force for setting the rotor in motion with respect to the stator.
Dans un exemple complémentaire de mise en œuvre illustré sur la figure 9, les éléments magnétiques 31 sont des aimants permanents. Les éléments magnétiques 31 peuvent comprendre un premier matériau 31a ayant des premières propriétés magnétiques et orienté vers l’arbre à entraîner 80 et un deuxième matériau 31 b ayant des secondes propriétés magnétiques et orienté vers le stator. Les deuxièmes propriétés magnétiques doivent être telles qu’elles sont moins dégradées par une augmentation de température que les premières propriétés magnétiques. En d’autres termes, les éléments magnétiques 31 qui sont situés vers le stator sont plus susceptibles de subir des courants de Foucault de par la présence des bobines 22 à proximité. Il s’en suit un échauffement des éléments magnétiques 31 agencés au plus près des bobines 22. Il convient donc que leur propriété magnétique ne soient que faiblement dégradées par la montée en température. Néanmoins ce type d’élément magnétique est relativement coûteux et c’est pourquoi, dans un exemple, qu’un premier matériau 31a est utilisé sur les parties des éléments magnétiques 31 les plus éloignées des bobines 22. Ce premier matériau 31a conserve moins ses caractéristiques magnétiques avec une température élevée comparée au deuxième matériau 31 b. Les propriétés magnétiques sont par exemple liées à la température de Curie qui varie pour chaque type de matériau. Dans un exemple de mise en œuvre, le premier matériau 31a est du NdFeB et le deuxième matériau 31 b est du SmCo. In a complementary example of implementation illustrated in FIG. 9, the magnetic elements 31 are permanent magnets. The magnetic elements 31 may comprise a first material 31a having first magnetic properties and oriented towards the shaft to be driven 80 and a second material 31b having second magnetic properties and oriented towards the stator. The second magnetic properties must be such that they are less degraded by an increase in temperature than the first magnetic properties. In other words, the magnetic elements 31 which are located towards the stator are more likely to undergo eddy currents due to the presence of the coils 22 nearby. This results in a heating of the magnetic elements 31 arranged as close as possible to the coils 22. It is therefore appropriate that their magnetic properties are only slightly degraded by the rise in temperature. Nevertheless, this type of magnetic element is relatively expensive and this is why, in one example, a first material 31a is used on the parts of the magnetic elements 31 furthest from the coils 22. This first material 31a retains its characteristics less. magnetic with a high temperature compared to the second material 31b. The magnetic properties are for example linked to the Curie temperature which varies for each type of material. In an exemplary implementation, the first material 31a is NdFeB and the second material 31b is SmCo.
Alternativement, les éléments magnétiques 31 peuvent être des bobines qui sont alimentées électriquement en courant pour générer chacune un champ magnétique se comportant de manière similaire au champ magnétique d’un aimant permanent. Alternatively, the magnetic elements 31 can be coils which are electrically supplied with current to each generate a magnetic field which behaves similarly to the magnetic field of a permanent magnet.
Comme illustré sur la figure 1 , le premier et le deuxième ensembles de mise en mouvement 20, 30 définissent ensemble des première et deuxième faces latérales opposées 40, 41 de la machine électrique polyphasée. Ces premières et deuxièmes faces sont décalées l’une par rapport à l’autre suivant l’axe de rotation de la machine électrique polyphasée. As illustrated in Figure 1, the first and second sets of movement 20, 30 together define the first and second opposite side faces 40, 41 of the polyphase electric machine. These first and second faces are offset relative to each other along the axis of rotation of the polyphase electrical machine.
Comme illustré sur les 3, 10-14, la machine électrique polyphasée comprend en outre au moins un générateur de phases 50. Le générateur de phase 50 comprend une pluralité d’ensembles de commande 51. Chaque ensemble de commande 51 contient un module d’entrée
51a alimentant la première borne d’au moins l’une des bobines de la pluralité de bobines 22 et un module de sortie 51 b alimentant la deuxième borne de ladite au moins une bobine 22 de la pluralité de bobines 22. Les modules d’entrée et de sortie 51a, 51 b comprennent notamment un ensemble de transistors, aptes à être commandés et combinés à des diodes. Le module d’entrée 51a génère le potentiel électrique d’entrée respectif, qui varie dans le temps en fonction de la commande reçue par les transistors. Le potentiel électrique d’entrée respectif est appliqué à ladite au moins une bobine de la pluralité de bobines 22 à partir d’une première et/ou d’une deuxième source de courant et/ou de tension 52,53 continue à laquelle la machine électrique polyphasée est raccordée. Le module de sortie 51 b génère le potentiel électrique de sortie respectif, qui varie dans le temps en fonction de la commande reçue par les transistors correspondants du module de sortie. Le potentiel électrique de sortie respectif est appliqué à ladite au moins une bobine 22 de la pluralité de bobines 22 à partir de la première source de courant et/ou de tension 52 et/ou à partir de la deuxième source de courant et/ou de tension 53 continue à laquelle la machine électrique polyphasée est raccordée. La première source de courant et/ou de tension 52 et la deuxième source de courant et/ou de tension 53 peuvent être des batteries de véhicules électriques. As illustrated in 3, 10-14, the polyphase electric machine further comprises at least one phase generator 50. The phase generator 50 comprises a plurality of control assemblies 51. Each control assembly 51 contains a module for hall 51a supplying the first terminal of at least one of the coils of the plurality of coils 22 and an output module 51b supplying the second terminal of said at least one coil 22 of the plurality of coils 22. The input modules and outputs 51a, 51b comprise in particular a set of transistors, able to be controlled and combined with diodes. The input module 51a generates the respective input electrical potential, which varies over time depending on the command received by the transistors. The respective input electric potential is applied to said at least one coil of the plurality of coils 22 from a first and/or a second source of current and/or voltage 52,53 continues at which the machine polyphase electric is connected. The output module 51b generates the respective electrical output potential, which varies over time according to the command received by the corresponding transistors of the output module. The respective output electrical potential is applied to said at least one coil 22 of the plurality of coils 22 from the first current and/or voltage source 52 and/or from the second current source and/or DC voltage 53 to which the polyphase electrical machine is connected. The first current and/or voltage source 52 and the second current and/or voltage source 53 can be electric vehicle batteries.
Dans un exemple de mise en œuvre illustré sur les figures 12 et 13, le potentiel électrique de sortie respectif est appliqué à ladite au moins une bobine 22 de la pluralité de bobines 22 à partir de la deuxième source de courant et/ou de tension 53. In an exemplary implementation illustrated in Figures 12 and 13, the respective output electric potential is applied to said at least one coil 22 of the plurality of coils 22 from the second current and/or voltage source 53 .
Dans tous les exemples de mises en œuvre, le potentiel électrique d’entrée respectif et le potentiel électrique de sortie respectif sont configurés pour générer une phase respective dans ladite au moins une bobine 22 de la pluralité de bobines 22. Cela est par exemple possible en commandant les transistors du module d’entrée 51a et du module de sortie 51 b, connectant respectivement la première et la deuxième borne d’une même bobine 22, de sorte que le potentiel électrique d’entrée respectif et le potentiel électrique de sortie définissent une phase. Les phases respectives au niveau d’une bobine 22, ou plusieurs bobines 22 lorsqu’elles sont connectées entre elles, sont différentes les unes des autres. Cela permet de créer une série de champs magnétiques déphasés entre eux qui vont venir interagir avec les champs magnétiques des éléments magnétiques du rotor pour mettre en mouvement le rotor par rapport au stator. In all the exemplary implementations, the respective input electrical potential and the respective output electrical potential are configured to generate a respective phase in said at least one coil 22 of the plurality of coils 22. This is for example possible by controlling the transistors of the input module 51a and of the output module 51b, respectively connecting the first and the second terminal of the same coil 22, so that the respective electric input potential and the electric output potential define a phase. The respective phases at a coil 22, or multiple coils 22 when connected together, are different from each other. This makes it possible to create a series of magnetic fields out of phase with each other which will come to interact with the magnetic fields of the magnetic elements of the rotor to set the rotor in motion with respect to the stator.
Dans un exemple de mise en œuvre, la machine électrique polyphasée 10 comprend un dispositif de commande 100 configuré pour contrôler les modules d’entrée 51a et les modules de sortie 51 b de sorte à pouvoir faire varier chacune des phases. Le dispositif de commande 100 synchronise ainsi les modules d’entrée et de sortie 51a, 51 b entre eux pour former chaque phase. Le dispositif de commande 100 organise également le déphasage entre
chaque phase générée par chaque ensemble de commande en fonction des besoins en couple ou vitesse. In an exemplary implementation, the polyphase electric machine 10 comprises a control device 100 configured to control the input modules 51a and the output modules 51b so as to be able to vary each of the phases. The control device 100 thus synchronizes the input and output modules 51a, 51b with each other to form each phase. The control device 100 also organizes the phase difference between each phase generated by each control assembly according to the torque or speed requirements.
Plus particulièrement, le dispositif de commande 100 peut être configuré pour contrôler les modules d’entrée 51a et les modules de sortie 51 b de sorte à pouvoir faire varier le courant dans chacune des phases. More particularly, the control device 100 can be configured to control the input modules 51a and the output modules 51b so as to be able to vary the current in each of the phases.
Dans toutes les mises en œuvre de l’invention il convient que les modules d’entrée et de sortie 51a, 51 b soient agencés au niveau de la première face latérale 40 et/ou au niveau de la deuxième face latérale 41 de la machine électrique polyphasée 10 comme illustré sur les figures 1 et 10-14. Les termes « au niveau » signifient de manière équivalente « en contact direct ou indirect par l’intermédiaire d’un espace ou d’un dispositif de connexion ». Le générateur de phase 50 se comporte ainsi comme deux onduleurs, chacun agencé sur une des premières ou deuxièmes faces latérales 40, 41 différente. Chaque onduleur ayant alors un bras par module d’entrée ou de sortie 51a, 51 b. In all implementations of the invention, the input and output modules 51a, 51b should be arranged at the level of the first side face 40 and/or at the level of the second side face 41 of the electrical machine. polyphase 10 as shown in Figures 1 and 10-14. The terms “at the level” equivalently mean “in direct or indirect contact through a connecting space or device”. The phase generator 50 thus behaves like two inverters, each arranged on one of the first or second side faces 40, 41 different. Each inverter then having one arm per input or output module 51a, 51b.
Plus particulièrement, chaque onduleur peut comprendre un ou plusieurs modules d’entrée 51a et/ou un ou plusieurs modules de sortie 51 b et un bras d’onduleur par module d’entrée ou de sortie que ledit onduleur comprend, chaque bras reliant le module d’entrée ou de sortie correspondant à la source de courant et/ou de tension associée à laquelle ledit onduleur est branché. Les onduleurs font donc partie de la machine électrique polyphasée 10. More particularly, each inverter can comprise one or more input modules 51a and/or one or more output modules 51b and one inverter arm per input or output module that said inverter comprises, each arm connecting the module input or output corresponding to the associated current and/or voltage source to which said inverter is connected. The inverters are therefore part of the polyphase electrical machine 10.
De préférence, les onduleurs sont placés à l’intérieur de la carcasse 1000. Ceci permet les avantages suivants : il n’y a plus besoin d’avoir recours à des câbles d’alimentation parcourus par du courant alternatif et qui cheminent dans l’environnement extérieur des premier et deuxième ensembles de mise en mouvement 20, 30 par exemple entre les onduleurs et les premier et deuxième ensembles de mise en mouvement 20, 30, tout peut être intégré par exemple en utilisant des pistes électriquement conductrices adaptées, ceci permettant de limiter la perturbation de l’environnement électromagnétique extérieur à la machine électrique polyphasée 10 ; cela peut limiter ou supprimer les problèmes de compatibilité électromagnétique avec l’environnement extérieur à la machine électrique polyphasée 10 dans le cas où la carcasse 1000 a une fonction de blindage électromagnétique ; cela permet une réduction et une maîtrise des longueurs de connexions électriques au sein de la machine électrique polyphasée 10 et donc de limiter les phénomènes de surtension (dus à la réflexion d’onde) lors de l’alimentation
des bobines 22 par onduleur(s) haute fréquence par exemple de type SiC ou GaN. Preferably, the inverters are placed inside the casing 1000. This allows the following advantages: there is no longer any need to have recourse to power cables through which alternating current runs and which run in the external environment of the first and second sets of motion setting 20, 30 for example between the inverters and the first and second sets of motion setting 20, 30, everything can be integrated for example by using adapted electrically conductive tracks, this making it possible to limit the disturbance of the electromagnetic environment outside the polyphase electrical machine 10; this can limit or eliminate the problems of electromagnetic compatibility with the environment outside the polyphase electric machine 10 in the case where the carcass 1000 has an electromagnetic shielding function; this makes it possible to reduce and control the lengths of electrical connections within the polyphase electrical machine 10 and therefore to limit overvoltage phenomena (due to wave reflection) during power supply coils 22 by high-frequency inverter(s), for example of the SiC or GaN type.
Par exemple, les onduleurs sont disposés orthogonalement par rapport à l’axe de rotation de la machine électrique polyphasée 10. Ceci permet un positionnement « axial » des onduleurs par exemple de part et d’autre de la structure de support 21 selon l’axe de rotation de la machine électrique polyphasée 10 ; ce positionnement axial étant plus favorable pour connecter les bobines 22 aux onduleurs avec une maîtrise des longueurs de conducteurs électriques pour ces connexions. Dans le cas où le premier ensemble de mise en mouvement 20 est mobile en rotation selon l’axe de rotation alors les onduleurs sont en forme d’anneau. For example, the inverters are arranged orthogonally with respect to the axis of rotation of the polyphase electric machine 10. This allows “axial” positioning of the inverters, for example on either side of the support structure 21 along the axis rotation of the polyphase electric machine 10; this axial positioning being more favorable for connecting the coils 22 to the inverters with control over the lengths of electrical conductors for these connections. In the case where the first set in motion 20 is rotatable along the axis of rotation then the inverters are in the form of a ring.
Dans un exemple de mise en œuvre non illustré, le nombre résultant de l’addition du nombre de modules d’entrée et de sortie 51a, 51 b est différent au niveau de la première face 40 par rapport à celui de la deuxième face latérale 41 . Cet arrangement permet d’augmenter la répartition de la dissipation de chaleur. In an example of implementation not illustrated, the number resulting from the addition of the number of input and output modules 51a, 51b is different at the level of the first face 40 compared to that of the second side face 41 . This arrangement increases the distribution of heat dissipation.
Dans un exemple de mise en œuvre, illustré sur les figures 11 , 13 et 14, les modules d’entrée 51a sont agencés au niveau de la première face latérale 40 et les modules de sortie 51 b sont agencés au niveau de la deuxième face latérale 41. Dans cet exemple, les premiers modules d’entrée 51a sont donc agencés symétriquement par rapport aux deuxièmes modules de sorties 51 b de part et d’autre de la machine électrique polyphasée. Cela permet de limiter l’étendue des connectiques ce qui limite la génération de perturbations électromagnétiques notamment à l’extérieur de la machine électrique polyphasée 10. De plus, la répartition symétrique de façon équilibrée entre chaque face latérale 40, 41 permet de répartir de façon homogène réchauffement dû au fonctionnement des transistors des modules d’entrée et de sortie 51a, 51 b. Le refroidissement est ainsi plus efficace et mieux maitrisé. En outre, de manière plus générale, cela permet de répartir réchauffement au sein de la machine électrique polyphasée 10. In an example of implementation, illustrated in FIGS. 11, 13 and 14, the input modules 51a are arranged at the level of the first side face 40 and the output modules 51b are arranged at the level of the second side face 41. In this example, the first input modules 51a are therefore arranged symmetrically with respect to the second output modules 51b on either side of the polyphase electric machine. This makes it possible to limit the extent of the connectors, which limits the generation of electromagnetic disturbances, in particular outside the polyphase electric machine 10. In addition, the symmetrical distribution in a balanced manner between each side face 40, 41 makes it possible to distribute homogeneous heating due to the operation of the transistors of the input and output modules 51a, 51b. Cooling is thus more efficient and better controlled. In addition, more generally, this makes it possible to distribute heating within the polyphase electric machine 10.
Dans un exemple de mise en œuvre illustré sur la figure 10, le module d’entrée 51a et le module de sortie 51 b d’un même ensemble de commande 51 sont agencés au niveau d’une même face latérale choisie parmi la première face latérale 40 et la deuxième face latérale 41. Les modules d’entrée et de sortie 51a, 51 b sont alimentés par une seule première source de courant et/ou de tension 52. Dans cet exemple, le nombre total des modules d’entrée et de sortie 51a, 51 b agencés sur la première face latérale 40 est égal au nombre total des modules d’entrée et de sortie 51a, 51 b agencés sur la deuxième face latérale 40. Cela permet de répartir de façon homogène réchauffement du au fonctionnement des transistors des modules d’entrée et de sortie 51a, 51 b. Le refroidissement est ainsi plus efficace.
Dans un exemple de mise en œuvre illustré sur la figure 12, le module d’entrée 51a et le module de sortie 51 b d’un même ensemble de commande 51 sont agencés au niveau d’une même face latérale choisie parmi la première face latérale 40 et la deuxième face latérale 41. Les modules d’entrée et de sortie 51a, 51 b d’une même face latérale 40, 41 sont alimentés par une même source de courant et/ou de tension prise parmi la première source de courant et/ou de tension 52 et/ou la deuxième source de courant et/ou de tension 53. In an example of implementation illustrated in FIG. 10, the input module 51a and the output module 51b of the same control unit 51 are arranged at the level of the same side face chosen from among the first side face 40 and the second side face 41. The input and output modules 51a, 51b are powered by a single first current and/or voltage source 52. In this example, the total number of input and output modules output 51a, 51b arranged on the first side face 40 is equal to the total number of input and output modules 51a, 51b arranged on the second side face 40. This makes it possible to evenly distribute the heating due to the operation of the transistors input and output modules 51a, 51b. Cooling is thus more efficient. In an exemplary implementation illustrated in FIG. 12, the input module 51a and the output module 51b of the same control assembly 51 are arranged at the level of the same side face chosen from among the first side face 40 and the second side face 41. The input and output modules 51a, 51b of the same side face 40, 41 are powered by the same current and/or voltage source taken from the first current source and /or voltage 52 and/or the second current and/or voltage source 53.
Autrement dit, dans l’exemple illustré en figure 12 chaque bobine 22 peut être alimentée par un seul onduleur et la machine électrique polyphasée 10 peut comprendre deux onduleurs permettant l’alimentation indépendante de deux ensembles de bobines 22, les bobines de l’un des ensembles de bobines étant alimentées par l’un des onduleurs alimenté par la première source de courant et/ou de tension 52 du côté de la première face latérale 40, et les bobines de l’autre des ensembles de bobines étant alimentées par l’autre onduleur alimenté par la deuxième source de courant et/ou de tension 53 du côté de la deuxième face latérale 41 . In other words, in the example illustrated in FIG. 12, each coil 22 can be supplied by a single inverter and the polyphase electric machine 10 can comprise two inverters allowing the independent supply of two sets of coils 22, the coils of one of the sets of coils being powered by one of the inverters powered by the first current and/or voltage source 52 on the side of the first lateral face 40, and the coils of the other of the sets of coils being powered by the other inverter powered by the second current and/or voltage source 53 on the side of the second lateral face 41 .
L’exemple illustré en figure 12 est tout particulièrement adapté pour apporter à la machine électrique polyphasée 10 une tolérance permettant un fonctionnement dégradé en cas de défaillance d’une source d’alimentation choisie parmi : la première source de courant et/ou de tension 52, et la deuxième source de courant et/ou de tension 53. The example illustrated in FIG. 12 is particularly suitable for providing polyphase electric machine 10 with a tolerance allowing degraded operation in the event of failure of a power source chosen from: the first current and/or voltage source 52 , and the second current and/or voltage source 53.
L’exemple illustré en figure 13 permet aussi une tolérance autorisant un fonctionnement dégradé en cas de défaillance d’une source d’alimentation choisie parmi : la première source de courant et/ou de tension 52, et la deuxième source de courant et/ou de tension 53 mais avec une impédance électrique moindre. En effet, en cas de panne de l’une des première et deuxième sources de courant et/ou de tension 52, 53, ci-après dénommée source d’alimentation en panne, l’onduleur rattaché à cette source d’alimentation en panne se comporte comme un pont de diodes (car il y a des diodes connectées en parallèle avec des transistors) et donc des courants peuvent encore circuler même s’il n’y a plus de tension fournie par la source d’alimentation en panne. The example illustrated in FIG. 13 also allows a tolerance authorizing degraded operation in the event of failure of a power source selected from: the first current and/or voltage source 52, and the second current and/or voltage 53 but with a lower electrical impedance. Indeed, in the event of failure of one of the first and second current and/or voltage sources 52, 53, hereinafter referred to as the failed power source, the inverter attached to this failed power source behaves like a diode bridge (because there are diodes connected in parallel with transistors) and therefore currents can still flow even though there is no more voltage supplied by the failed power source.
Dans les exemples de mises en œuvre précédents, il est possible avantageusement que les modules d’entrée 51a et les modules de sorties 51 b soient alimentés à la fois par la première source de courant et/ou de tension 52 et la deuxième source de courant et/ou de tension 53. Cet arrangement permet que même si une des deux sources de courant et/ou de tension est défectueuse alors la source de courant et/ou de tension restante puisse faire fonctionner la machine électrique polyphasée 10 au moins le temps qu’une réparation soit envisagée. In the previous examples of implementations, it is advantageously possible for the input modules 51a and the output modules 51b to be powered both by the first current and/or voltage source 52 and the second current source and/or voltage 53. This arrangement allows that even if one of the two current and/or voltage sources is defective, then the remaining current and/or voltage source can operate the polyphase electrical machine 10 at least as long as repair is considered.
Dans les exemples des figures 10 à 13, la somme du nombre de modules d’entrée 51a et du nombre de modules de sortie 51 b est égal à 20. Ce nombre peut être plus élevé pour
augmenter le nombre de phases ou bien inférieur comme illustré sur la figure 14 si les premières ou deuxièmes bornes de plusieurs bobines 22 sont connectées entre elles. In the examples of FIGS. 10 to 13, the sum of the number of input modules 51a and the number of output modules 51b is equal to 20. This number may be higher for increase the number of phases or much less as shown in Figure 14 if the first or second terminals of several coils 22 are connected together.
D’une façon générale dans l’invention, si la somme du nombre des modules d’entrée 51a et des modules de sortie 51 b est un multiple pair de 3, de 5, de 7, ou plus généralement d’un multiple pair d’un nombre premier, alors il est possible d’alimenter les modules d’entrée 51a et les modules de sorties 51 b à la fois par la première source de courant et/ou de tension 52 et par la deuxième source de courant et/ou de tension 53. Cet arrangement permet que même si une des deux sources de courant et/ou de tension est défectueuse alors la source de courant et/ou de tension restante puisse faire fonctionner la machine électrique polyphasée 10 au moins le temps qu’une réparation soit envisagée. Generally in the invention, if the sum of the number of input modules 51a and output modules 51b is an even multiple of 3, 5, 7, or more generally an even multiple d a prime number, then it is possible to supply the input modules 51a and the output modules 51b both by the first current and/or voltage source 52 and by the second current source and/or voltage 53. This arrangement allows that even if one of the two current and / or voltage sources is defective then the remaining current and / or voltage source can operate the polyphase electric machine 10 at least the time that a repair be considered.
La deuxième source de courant et/ou de tension 52 peut être identique à la première source de courant et/ou de tension 53. The second current and/or voltage source 52 may be identical to the first current and/or voltage source 53.
Dans une mise en œuvre de la machine électrique polyphasée 10 illustrée sur les figures 2, 6 et 8, le premier élément de mise en mouvement 20 comprend une pluralité d’éléments primaires de refroidissement 23. Cette mise en œuvre et les suivantes peuvent être implémentées de façon indépendante de la caractéristique qui concerne la répartition selon la première face latérale 40 et la deuxième face latérale 41 des modules d’entrée et de sortie 51a, 51 b. Chaque élément primaire de refroidissement 23 comporte une première portion 23a ainsi qu’une deuxième portion 23b et permet un transfert d’un flux de chaleur de la première portion 23a de l’élément primaire de refroidissement 23 vers la deuxième portion 23b de l’élément primaire de refroidissement 23. La première portion 23a des éléments primaires de refroidissement 23 est agencée à travers ou entre les saillies de support de bobine 21 b de sorte à être entourée au moins en partie par le matériau ferromagnétique de la structure de support 21. Le terme « entourée » signifie « entourée directement ou indirectement par l’intermédiaire d’un isolant galvanique ». La deuxième portion 23b des éléments primaires de refroidissement 23 est, elle, agencée à l’extérieur de la structure de support 21. Ainsi, dans un exemple, les éléments primaires de refroidissement 23 sont isolés galvaniquement par rapport au matériau ferromagnétique de la structure de support 21 . In an implementation of the polyphase electric machine 10 illustrated in FIGS. 2, 6 and 8, the first moving element 20 comprises a plurality of primary cooling elements 23. This implementation and the following ones can be implemented independently of the characteristic which relates to the distribution along the first side face 40 and the second side face 41 of the input and output modules 51a, 51b. Each primary cooling element 23 comprises a first portion 23a as well as a second portion 23b and allows a transfer of a heat flow from the first portion 23a of the primary cooling element 23 to the second portion 23b of the cooling element. primary cooling element 23. The first portion 23a of the primary cooling elements 23 is arranged through or between the coil support projections 21b so as to be surrounded at least in part by the ferromagnetic material of the support structure 21. The term "surrounded" means "surrounded directly or indirectly through a galvanic insulator". The second portion 23b of the primary cooling elements 23 is arranged outside the support structure 21. Thus, in one example, the primary cooling elements 23 are galvanically isolated from the ferromagnetic material of the support structure. holder 21 .
Les éléments primaires de refroidissement 23 peuvent s’étendre chacun en partie dans la culasse pour favoriser le refroidissement des bobines 22. The primary cooling elements 23 can each extend partly into the cylinder head to promote the cooling of the coils 22.
Dans un exemple, les éléments primaires de refroidissement 23 sont des caloducs. Ceci permet une évacuation rapide et efficace de la chaleur depuis l’intérieur du premier élément de mise en mouvement 20 vers l’extérieur, autrement dit vers l’extérieur du premier élément de mise en mouvement 20.
Les caloducs, ou au moins une partie d’entre eux, en tant qu’éléments primaires de refroidissement 23, peuvent aussi présenter chacun, en fonction de leur conception, une résistance thermique non linéaire dans le sens où lesdits caloducs peuvent chacun participer, en fonction de la chaleur à évacuer, soit à un transfert de chaleur par conduction thermique soit à un transfert de chaleur par évaporation qui est plus efficace que le transfert de chaleur par conduction thermique d’où il résulte que la résistance thermique dudit caloduc baisse par rapport au cas où le transfert de chaleur se fait par conduction thermique. In one example, the primary cooling elements 23 are heat pipes. This allows rapid and effective removal of heat from the inside of the first moving element 20 to the outside, in other words to the outside of the first moving element 20. The heat pipes, or at least a part of them, as primary cooling elements 23, can also each have, depending on their design, a non-linear thermal resistance in the sense that said heat pipes can each participate, in function of the heat to be evacuated, either to heat transfer by thermal conduction or to heat transfer by evaporation which is more efficient than heat transfer by thermal conduction, whereby the thermal resistance of said heat pipe drops compared in case the heat transfer is by thermal conduction.
Dans un exemple complémentaire, les éléments primaires de refroidissement 23 sont formés au moins en partie dans un matériau choisi parmi du cuivre, de l’aluminium, un alliage d’aluminium ou un oxyde d’aluminium. Dans le cas où de l’aluminium est utilisé, alors une couche d’oxyde d’aluminium a de fortes chances de se créer naturellement à la surface du caloduc ce qui permettra d’assurer une isolation galvanique naturelle vis-à-vis du matériau ferromagnétique. In a complementary example, the primary cooling elements 23 are formed at least in part from a material chosen from among copper, aluminum, an aluminum alloy or an aluminum oxide. If aluminum is used, then a layer of aluminum oxide is likely to form naturally on the surface of the heat pipe, which will ensure natural galvanic isolation from the material. ferromagnetic.
Dans un exemple de mise en œuvre illustré sur les figures 2, 6 et 8, la deuxième portion 23b des éléments primaires de refroidissement 23 s’étend selon un axe longitudinal, par exemple parallèle à l’axe de rotation de la machine électrique polyphasée, et comprend un dissipateur thermique 23c formé d’une ou plusieurs structures s’étendant radialement autour de cet axe longitudinal. Le dissipateur thermique 23c peut être composé de plusieurs disques ce qui augmente la dissipation thermique. D’autres formes peuvent être également envisagées pour maximiser l’échange thermique. In an example of implementation illustrated in FIGS. 2, 6 and 8, the second portion 23b of the primary cooling elements 23 extends along a longitudinal axis, for example parallel to the axis of rotation of the polyphase electrical machine, and comprises a heat sink 23c formed of one or more structures extending radially around this longitudinal axis. The heat sink 23c can be composed of several discs which increases the heat dissipation. Other shapes can also be considered to maximize heat exchange.
En particulier, le dissipateur thermique 23c d’un élément primaire de refroidissement 23 correspondant peut être un condenseur de caloduc lorsque l’élément primaire de refroidissement 23 qui le comprend est un caloduc ; les disques de ce condenseur permettant alors d’augmenter la dissipation thermique au niveau du condenseur dudit caloduc. In particular, the heat sink 23c of a corresponding primary cooling element 23 can be a heat pipe condenser when the primary cooling element 23 which comprises it is a heat pipe; the discs of this condenser then making it possible to increase the heat dissipation at the level of the condenser of the said heat pipe.
Dans un exemple illustré sur la figure 2, la deuxième portion peut être composée, si le caloduc est traversant, par les deux extrémités extérieures du caloduc ou l’extrémité extérieure si seule une extrémité existe. La première portion peut être formée par la jonction de deux portions de deux caloducs agencés de façon inversée. Cela permet une fabrication plus simple. In an example illustrated in Figure 2, the second portion can be composed, if the heat pipe is through, by the two outer ends of the heat pipe or the outer end if only one end exists. The first portion can be formed by the joining of two portions of two heat pipes arranged inverted fashion. This allows for easier manufacturing.
Dans l’exemple de mise en œuvre, illustré sur la figure 7, et où les saillies de support de bobine 21 b ont une extrémité orientée vers le logement central 21c qui est divisée en une première saillie secondaire 21 ba et une deuxième saillie secondaire 21 bb, la première portion 23b des éléments primaires de refroidissement 23 est agencée dans les saillies de support de bobine 21 b. Cet arrangement améliore la compacité et l’évacuation de chaleur.
Dans un exemple de mise en œuvre illustré sur les figures 2 et 4, une pluralité de saillies de refroidissement 24, formées dans le même matériau ferromagnétique que le reste de la structure de support 21 , s’étendant transversalement depuis la portion périphérique 21a de la structure de support 21. Au moins l’une des saillies de refroidissement 24 est agencée entre deux saillies de support de bobine 21 b adjacentes de sorte que ladite saillie de refroidissement 24 soit traversée par la première portion 23a d’au moins l’un des éléments primaires de refroidissement 23. Cet arrangement permet d’évacuer efficacement la chaleur issue des bobines 22. Un avantage de cet arrangement est que cela permet d’intégrer un refroidissement dans la structure de support 21 sans en élargir la section. In the implementation example, illustrated in Figure 7, and where the coil support projections 21b have one end facing the central housing 21c which is divided into a first secondary projection 21ba and a second secondary projection 21 bb, the first portion 23b of the primary cooling elements 23 is arranged in the coil support projections 21b. This arrangement improves compactness and heat dissipation. In an exemplary implementation illustrated in Figures 2 and 4, a plurality of cooling projections 24, formed from the same ferromagnetic material as the rest of the support structure 21, extending transversely from the peripheral portion 21a of the support structure 21. At least one of the cooling projections 24 is arranged between two adjacent coil support projections 21b so that said cooling projection 24 is crossed by the first portion 23a of at least one of the primary cooling elements 23. This arrangement makes it possible to effectively evacuate the heat coming from the coils 22. An advantage of this arrangement is that it makes it possible to integrate cooling into the support structure 21 without enlarging its section.
Par exemple, le premier ensemble de mise en mouvement 20, et donc notamment le système de bobinage évoqué ci-avant de ce premier ensemble de mise en mouvement 20, peut être tel que les saillies de support de bobine 21 b sont agencées de sorte à délimiter des espaces intermédiaires (aussi appelés régions intermédiaires), chaque espace intermédiaire étant agencé entre deux saillies de support de bobine 21 b. Par exemple, la, ou chaque, saillie de refroidissement 24 (aussi appelée saillie ferromagnétique) est agencée dans un des espaces intermédiaires correspondant et est percée d’un trou 24a (figure 5), notamment circulaire, permettant d’y loger (par exemple par insertion) une portion d’un caloduc correspondant isolé galvaniquement de ladite saillie de refroidissement 24 ; le trou 24a s’étend par exemple selon un axe longitudinal parallèle à l’axe de rotation de la machine électrique polyphasée 10. En figure 5, il est représenté à titre d’illustration un élément primaire de refroidissement 23 formé par un caloduc inséré dans un trou 24a correspondant d’une des saillies de refroidissement 24. Dans le présent paragraphe, tout caloduc évoqué est un des éléments primaires de refroidissement 23, ainsi ce qui s’applique aux caloducs dans le présent paragraphe peut s’appliquer plus généralement aux éléments primaires de refroidissement 23. Notamment, les caloducs sont isolés électriquement des saillies de refroidissement 24 pour éviter la circulation de courant électrique entre les caloducs : si tel n’était pas le cas, des courants induits pourraient circuler via la structure de support 21 d’un caloduc à un autre caloduc (les caloducs étant dans des zones où il existe des champs magnétiques variables, il y a des tensions induites dans ces caloducs : l’isolation électrique permet d’obtenir une impédance électrique élevée permettant que des courants ne puissent être induits dans les caloducs), cela pourrait donc induire des pertes électriques supplémentaires au sein de la machine électrique polyphasée 10. Le trou 24a de la, ou de chaque, saillie de refroidissement 24 peut permettre de positionner de manière adaptée le caloduc correspondant afin de maîtriser la résistance thermique entre le caloduc passant par ce trou 24a et des sources de chaleur essentiellement formées par les bobines 22. En outre, la maîtrise de la géométrie des caloducs par exemple circulaires pour des trous 24a circulaires
peut permettre d’assurer un bon contact thermique entre la structure de support 21 et chaque caloduc en dépit de l’isolation galvanique présente pour éviter les courants induits à l’origine de pertes électriques au sein de la machine électrique polyphasée 10 par résistance électrique dans la structure de support 21 et les caloducs. Ainsi, il est ici proposé de profiter d’espaces intermédiaires pouvant recevoir chacun une saillie de refroidissement 24, entre deux bobines 22 adjacentes, dans laquelle un caloduc est inséré/positionné. Ceci permet, en vue de limiter la production de chaleur de placer le, ou chaque, caloduc à un endroit où le champ magnétique est faible car n'étant pas sur le chemin du flux magnétique qui passe essentiellement par la portion périphérique 21a et les saillies de support de bobines 21 b. En effet, plus le, ou chaque, caloduc (qui peut être en matériau conducteur électrique comme le cuivre ou l’aluminium) est soumis à des champs magnétiques variables dans le temps, plus les tensions induites qui peuvent être à l’origine de courants induits vont être importants : il y a alors risque de produire de la chaleur. En outre, la présence des caloducs insérés dans les saillies de refroidissement 24 dédiées à cela permet de pouvoir insérer aisément les caloducs (par exemple au montage) ou de pouvoir retirer les caloducs (par exemple pour le recyclage, ou pour une réparation, de la machine électrique polyphasée 10). L’insertion d’un caloduc correspondant dans le trou 24a correspondant se fait avantageusement en évitant d’abimer l’isolation électrique entre le caloduc et la saillie de refroidissement 24. Bien entendu tout caloduc inséré dans un trou 24a correspondant de saillie de refroidissement 24 présente une partie hors de ce trou 24a, notamment cette partie peut comprendre le dissipateur thermique 23c. Bien entendu, lorsque la structure de support 21 est formée d’un paquet de tôles, chaque tôle peut comprendre un ou des trous pour former, lorsque les tôles du paquet de tôles sont convenablement alignées, un ou des trous 24a pour l’insertion de caloduc(s) au sein du premier ensemble de mise en mouvement 20. For example, the first set in motion 20, and therefore in particular the winding system mentioned above of this first set in motion 20, can be such that the coil support projections 21b are arranged so as to delimit intermediate spaces (also called intermediate regions), each intermediate space being arranged between two coil support projections 21b. For example, the, or each, cooling projection 24 (also called a ferromagnetic projection) is arranged in one of the corresponding intermediate spaces and is pierced with a hole 24a (FIG. 5), in particular circular, allowing it to be housed (for example by insertion) a portion of a corresponding heat pipe galvanically isolated from said cooling projection 24; the hole 24a extends for example along a longitudinal axis parallel to the axis of rotation of the polyphase electric machine 10. In FIG. 5, there is shown by way of illustration a primary cooling element 23 formed by a heat pipe inserted in a hole 24a corresponding to one of the cooling projections 24. In this paragraph, any heat pipe referred to is one of the primary cooling elements 23, so what applies to heat pipes in this paragraph can apply more generally to the elements primary cooling 23. In particular, the heat pipes are electrically isolated from the cooling projections 24 to prevent the circulation of electric current between the heat pipes: if this were not the case, induced currents could circulate via the support structure 21 of a heat pipe to another heat pipe (the heat pipes being in areas where there are variable magnetic fields, there are voltages induced in these heat pipes: the insulation electric makes it possible to obtain a high electric impedance so that currents cannot be induced in the heat pipes), this could therefore induce additional electric losses within the polyphase electric machine 10. The hole 24a of the, or of each, projection 24 can make it possible to position the corresponding heat pipe in an appropriate manner in order to control the thermal resistance between the heat pipe passing through this hole 24a and the heat sources essentially formed by the coils 22. In addition, the control of the geometry of the heat pipes by circular example for circular holes 24a can make it possible to ensure good thermal contact between the support structure 21 and each heat pipe despite the galvanic insulation present to avoid induced currents causing electrical losses within the polyphase electrical machine 10 by electrical resistance in the support structure 21 and the heat pipes. Thus, it is here proposed to take advantage of intermediate spaces each able to receive a cooling projection 24, between two adjacent coils 22, in which a heat pipe is inserted/positioned. This makes it possible, with a view to limiting the production of heat, to place the, or each, heat pipe in a place where the magnetic field is weak because it is not in the path of the magnetic flux which essentially passes through the peripheral portion 21a and the projections of spool support 21 b. Indeed, the more the, or each, heat pipe (which can be made of an electrically conductive material such as copper or aluminum) is subjected to time-varying magnetic fields, the more the induced voltages which can be the source of currents induced will be significant: there is then a risk of producing heat. In addition, the presence of the heat pipes inserted in the cooling projections 24 dedicated to this makes it possible to easily insert the heat pipes (for example during assembly) or to be able to remove the heat pipes (for example for recycling, or for repair, of the polyphase electric machine 10). The insertion of a corresponding heat pipe in the corresponding hole 24a is advantageously done by avoiding damaging the electrical insulation between the heat pipe and the cooling projection 24. Of course, any heat pipe inserted into a corresponding hole 24a of the cooling projection 24 has a part outside this hole 24a, in particular this part can include the heat sink 23c. Of course, when the support structure 21 is formed from a stack of sheets, each sheet may comprise one or more holes to form, when the sheets of the stack of sheets are suitably aligned, one or more holes 24a for the insertion of heat pipe(s) within the first set of movement 20.
Dans une mise en œuvre de l’invention illustré sur les figures 2 et 6, le deuxième élément de mise en mouvement 30 comprend une pluralité d’éléments secondaires de refroidissement 33. Chaque élément secondaire de refroidissement 33 comporte une première portion 33a ainsi qu’une deuxième portion 33b et il permet un transfert d’un flux de chaleur de la première portion 33a de l’élément secondaire de refroidissement 33 vers la deuxième portion 33b de l’élément secondaire de refroidissement 33. La première portion 33a des éléments secondaires de refroidissement 33 est agencée entre des éléments magnétiques 31 adjacents de la pluralité d’éléments magnétiques 31. La deuxième portion 33b des éléments secondaires de refroidissement 33 est en outre agencée à l’extérieur du deuxième ensemble de mise en mouvement 30.
Ainsi, dans un exemple, les éléments secondaires de refroidissement 33 sont isolés de manière galvanique par rapport au matériau ferromagnétique entourant les éléments magnétiques 31. In an implementation of the invention illustrated in FIGS. 2 and 6, the second moving element 30 comprises a plurality of secondary cooling elements 33. Each secondary cooling element 33 comprises a first portion 33a as well as a second portion 33b and it allows transfer of a heat flow from the first portion 33a of the secondary cooling element 33 to the second portion 33b of the secondary cooling element 33. The first portion 33a of the secondary cooling elements 33 is arranged between adjacent magnetic elements 31 of the plurality of magnetic elements 31. The second portion 33b of the secondary cooling elements 33 is also arranged outside the second set of movement 30. Thus, in one example, the secondary cooling elements 33 are galvanically isolated from the ferromagnetic material surrounding the magnetic elements 31.
Dans un exemple, les éléments secondaires de refroidissement 33 sont des caloducs. Ceci permet une évacuation rapide et efficace de la chaleur depuis l’intérieur du deuxième élément de mise en mouvement 30 vers l’extérieur. In one example, the secondary cooling elements 33 are heat pipes. This allows rapid and efficient evacuation of the heat from the inside of the second moving element 30 to the outside.
Les caloducs ou au moins une partie d’entre eux, en tant qu’éléments secondaires de refroidissement 33, peuvent aussi présenter chacun, en fonction de leur conception, une résistance thermique non linéaire dans le sens où lesdits caloducs peuvent chacun participer, en fonction de la chaleur à évacuer, soit à un transfert de chaleur par conduction thermique soit à un transfert de chaleur par évaporation qui est plus efficace que le transfert de chaleur par conduction thermique d’où il résulte que la résistance thermique dudit caloduc baisse par rapport au cas où le transfert de chaleur se fait par conduction thermique. The heat pipes or at least a part of them, as secondary cooling elements 33, can also each have, depending on their design, a nonlinear thermal resistance in the sense that said heat pipes can each participate, depending heat to be evacuated, either to a heat transfer by thermal conduction or to a heat transfer by evaporation which is more efficient than the heat transfer by thermal conduction, whereby the thermal resistance of said heat pipe drops with respect to the case where the heat transfer is by thermal conduction.
Dans un exemple complémentaire, les éléments secondaires de refroidissement 33 sont formés au moins en partie dans un matériau choisi parmi du cuivre, de l’aluminium, un alliage d’aluminium ou un oxyde d’aluminium. Dans le cas où de l’aluminium est utilisé, alors une couche d’oxyde d’aluminium a de fortes chances de se créer à la surface du caloduc ce qui permettra d’assurer une isolation galvanique naturelle vis-à-vis du matériau ferromagnétique. In a complementary example, the secondary cooling elements 33 are formed at least in part from a material chosen from among copper, aluminum, an aluminum alloy or an aluminum oxide. If aluminum is used, then a layer of aluminum oxide is likely to form on the surface of the heat pipe, which will ensure natural galvanic isolation from the ferromagnetic material. .
Dans un exemple de mise en œuvre illustré sur les figures 2, 6 et 8, la deuxième portion 33b des éléments secondaires de refroidissement 33 s’étend selon un axe longitudinal, par exemple parallèle à l’axe de rotation de la machine électrique polyphasée, et comprend un dissipateur thermique 33c formé d’une ou plusieurs structures s’étendant radialement autour de cet axe longitudinal. Le dissipateur thermique 33c peut être composé de plusieurs disques ce qui augmente la dissipation thermique. In an example of implementation illustrated in FIGS. 2, 6 and 8, the second portion 33b of the secondary cooling elements 33 extends along a longitudinal axis, for example parallel to the axis of rotation of the polyphase electric machine, and comprises a heat sink 33c formed of one or more structures extending radially around this longitudinal axis. The heat sink 33c can be composed of several disks which increases the heat dissipation.
En particulier, le dissipateur thermique 33c d’un élément secondaire de refroidissement 33 correspondant peut être un condenseur de caloduc correspondant lorsque l’élément secondaire de refroidissement 33 qui le comprend est un caloduc ; les disques de ce condenseur permettant alors d’augmenter la dissipation thermique au niveau du condenseur dudit caloduc. In particular, the heat sink 33c of a corresponding secondary cooling element 33 can be a corresponding heat pipe condenser when the secondary cooling element 33 which comprises it is a heat pipe; the discs of this condenser then making it possible to increase the heat dissipation at the level of the condenser of the said heat pipe.
Dans un exemple illustré sur la figure 2, la deuxième portion peut être composée, si le caloduc est traversant, par les deux extrémités extérieures du caloduc ou l’extrémité extérieure si seule une extrémité existe. La première portion peut être formée par la jonction de deux portions de deux caloducs agencés de façon inversée. Cela permet une fabrication plus simple.
Dans un exemple de mise en œuvre illustré sur les figures 4 et 6, un mécanisme de maintien 70 relie entre elles les deuxièmes portions 23b d’au moins deux des éléments primaires de refroidissement 23 ou les deuxièmes portions 33b d’au moins deux des éléments secondaires de refroidissement 33. Le dispositif de maintien 70 peut être par exemple un disque percé ou taraudé. Un tel arrangement permet d’augmenter la résistance mécanique de l’ensemble et limiter les vibrations. Si le mécanisme de maintien 70 est un conducteur thermique alors cela peut être avantageux pour améliorer la dissipation thermique. In an example illustrated in Figure 2, the second portion can be composed, if the heat pipe is through, by the two outer ends of the heat pipe or the outer end if only one end exists. The first portion can be formed by the joining of two portions of two heat pipes arranged inverted fashion. This allows for easier manufacturing. In an exemplary implementation illustrated in Figures 4 and 6, a holding mechanism 70 interconnects the second portions 23b of at least two of the primary cooling elements 23 or the second portions 33b of at least two of the elements secondary cooling 33. The holding device 70 may for example be a drilled or tapped disc. Such an arrangement makes it possible to increase the mechanical strength of the assembly and limit vibrations. If the holding mechanism 70 is a thermal conductor then this may be advantageous to improve heat dissipation.
Dans un exemple supplémentaire de mise en œuvre de l’invention illustré sur la figure 8, un dispositif de brassage 90, solidaire du deuxième élément de mise en mouvement 30, permet de mettre en mouvement un fluide entourant l’arbre à entraîner 80 lorsque le deuxième ensemble de mise en mouvement 30 est mis en rotation. Le dispositif de brassage 90 peut ainsi comprendre des ailettes qui permettent de dévier le fluide vers les bobines 22 ou les éléments primaires de refroidissement 23. Le fluide peut être l’air ambiant ou encore un liquide ou un nuage de vapeur non ionique. Un tel arrangement permet un refroidissement efficace des premiers et deuxièmes éléments de mise en mouvement 20, 30. In an additional example of implementation of the invention illustrated in FIG. 8, a stirring device 90, integral with the second moving element 30, makes it possible to move a fluid surrounding the shaft to be driven 80 when the second set of movement 30 is set in rotation. The stirring device 90 can thus comprise fins which allow the fluid to be diverted towards the coils 22 or the primary cooling elements 23. The fluid can be ambient air or else a liquid or a cloud of nonionic vapor. Such an arrangement allows effective cooling of the first and second moving elements 20, 30.
L’invention porte également sur un véhicule comportant une telle machine électrique polyphasée. Un tel véhicule a l’avantage de pouvoir être plus compact et d’une meilleure résilience vis-à-vis des pannes. The invention also relates to a vehicle comprising such a polyphase electric machine. Such a vehicle has the advantage of being more compact and more resilient to breakdowns.
En particulier, la machine électrique polyphasée 10 telle que décrite peut aussi être appelée machine électrique polyphasée intégrée dans le sens où elle comprend le générateur de phases 50, le premier ensemble de mise en mouvement 20 et le deuxième ensemble de mise en mouvement 30. Le cas échéant, la machine électrique polyphasée intégrée 10 peut aussi comprendre le dispositif de commande 100.
In particular, the polyphase electric machine 10 as described can also be called an integrated polyphase electric machine in the sense that it comprises the phase generator 50, the first set of movement 20 and the second set of movement 30. if necessary, the integrated polyphase electric machine 10 can also include the control device 100.
Claims
1. Machine électrique polyphasée (10) comprenant un premier ensemble de mise en mouvement (20) et un deuxième ensemble de mise en mouvement (30) mobile en rotation l’un par rapport à l’autre suivant un axe de rotation de la machine électrique polyphasée (10), machine électrique polyphasée dans laquelle : 1. polyphase electric machine (10) comprising a first set of movement (20) and a second set of movement (30) rotatable relative to each other along an axis of rotation of the machine polyphase electric (10), polyphase electric machine in which:
- le premier ensemble de mise en mouvement (20) comprend : - the first set of movement (20) comprises:
- une structure de support (21 ) en matériau ferromagnétique formée d’une portion périphérique (21a) délimitant un logement central (21c) et depuis laquelle s’étendent une pluralité de saillies de support de bobine (21 b) orientées transversalement audit axe de rotation en direction du logement central (21c) ; - a support structure (21) of ferromagnetic material formed of a peripheral portion (21a) delimiting a central housing (21c) and from which extend a plurality of coil support projections (21b) oriented transversely to said axis of rotation towards the central housing (21c);
- une pluralité de bobines (22), chaque bobine (22) étant apte à générer un champ magnétique de bobine respectif lorsqu’un potentiel électrique d’entrée respectif alimente une première borne de ladite bobine (22) et lorsqu’un potentiel électrique de sortie respectif, différent du potentiel électrique d’entrée respectif, alimente une deuxième borne de ladite bobine (22); chaque bobine (22) recouvrant tout ou partie d’au moins l’une desdites saillies de support de bobine (21 b) ; - a plurality of coils (22), each coil (22) being capable of generating a respective coil magnetic field when a respective input electric potential supplies a first terminal of said coil (22) and when an electric potential of respective output, different from the respective input electrical potential, supplies a second terminal of said coil (22); each coil (22) covering all or part of at least one of said coil support projections (21b);
- le deuxième ensemble de mise en mouvement (30) est agencé au moins en partie dans ledit logement central (21c) et est libre par rapport au premier ensemble de mise en mouvement (20), le deuxième ensemble de mise en mouvement (30) comprenant : - the second set in motion (30) is arranged at least partly in said central housing (21c) and is free with respect to the first set in motion (20), the second set in motion (30) including:
- une pluralité d’éléments magnétiques (31 ), chaque élément magnétique (31 ) étant configuré pour délivrer un champ magnétique de deuxième ensemble de mise en mouvement respectif, apte à interagir avec le champ magnétique de bobine généré par l’une des bobines (22) du premier ensemble de mise en mouvement (20), d’une manière imposant un mouvement de rotation relatif entre le premier ensemble de mise en mouvement (20) et le deuxième ensemble de mise en mouvement (30) autour dudit axe de rotation lorsque le potentiel électrique d’entrée respectif et le potentiel électrique de sortie respectif sont appliqués aux bobines (22) du premier élément de mise en mouvement (20); le premier et le deuxième ensembles de mise en mouvement (20, 30) définissant ensemble des première et deuxième faces latérales opposées (40, 41 ) de la machine électrique polyphasée, décalées l’une par rapport à l’autre suivant l’axe de rotation de la machine électrique polyphasée ; la machine électrique polyphasée comprenant en outre : - a plurality of magnetic elements (31), each magnetic element (31) being configured to deliver a respective second set-in-motion magnetic field, capable of interacting with the coil magnetic field generated by one of the coils ( 22) of the first movement assembly (20), in a manner imposing a relative rotational movement between the first movement assembly (20) and the second movement assembly (30) about said axis of rotation when the respective input electric potential and the respective output electric potential are applied to the coils (22) of the first moving element (20); the first and second sets of movement (20, 30) together defining first and second opposite side faces (40, 41) of the polyphase electric machine, offset relative to each other along the axis of rotation of the polyphase electric machine; the polyphase electric machine further comprising:
- au moins un générateur de phases (50) comprenant une pluralité d’ensembles de commande (51 ), chaque ensemble de commande (51 ) contenant un module d’entrée (51a) alimentant la
première borne d’au moins l’une des bobines de la pluralité de bobines (22) et un module de sortie (51 b) alimentant la deuxième borne de ladite au moins une bobine (22) de la pluralité de bobines (22) ; le module d’entrée (51a) étant apte à générer le potentiel électrique d’entrée respectif appliqué à ladite au moins une bobine de la pluralité de bobines (22) à partir d’au moins une source de courant et/ou de tension choisie parmi une première source de courant et/ou de tension (52) continue et une deuxième source de courant et/ou de tension (53) continue à laquelle la machine électrique polyphasée est raccordée ; le module de sortie (51 b) étant apte à générer le potentiel électrique de sortie respectif appliqué à ladite au moins une bobine (22) de la pluralité de bobines (22) à partir de la première source de courant et/ou de tension (52) et/ou de la deuxième source de courant et/ou de tension (53) continue à laquelle la machine électrique polyphasée est raccordée ; le potentiel électrique d’entrée respectif et le potentiel électrique de sortie respectif étant configurés pour générer une phase respective dans ladite au moins une bobine (22) de la pluralité de bobines (22) ; les phases respectives étant différentes les unes des autres; les modules d’entrée et de sortie (51a, 51 b) étant agencés au niveau de la première face latérale (40) et au niveau de la deuxième face latérale (41 ) de la machine électrique polyphasée (10). - at least one phase generator (50) comprising a plurality of control assemblies (51), each control assembly (51) containing an input module (51a) supplying the first terminal of at least one of the coils of the plurality of coils (22) and an output module (51 b) supplying the second terminal of said at least one coil (22) of the plurality of coils (22); the input module (51a) being capable of generating the respective input electrical potential applied to said at least one coil of the plurality of coils (22) from at least one current and/or voltage source selected from a first direct current and/or voltage source (52) and a second direct current and/or voltage source (53) to which the polyphase electrical machine is connected; the output module (51b) being capable of generating the respective output electrical potential applied to said at least one coil (22) of the plurality of coils (22) from the first current and/or voltage source ( 52) and/or the second DC current and/or voltage source (53) to which the polyphase electric machine is connected; the respective input electrical potential and the respective output electrical potential being configured to generate a respective phase in said at least one coil (22) of the plurality of coils (22); the respective phases being different from each other; the input and output modules (51a, 51b) being arranged at the level of the first side face (40) and at the level of the second side face (41) of the polyphase electric machine (10).
2. Machine électrique polyphasée (10) selon la revendication 1 , dans laquelle le premier élément de mise en mouvement (20) comprend une pluralité d’éléments primaires de refroidissement (23), chaque élément primaire de refroidissement (23) comportant une première portion (23a) ainsi qu’une deuxième portion (23b) et permettant un transfert d’un flux de chaleur de la première portion (23a) de l’élément primaire de refroidissement (23) vers la deuxième portion (23b) de l’élément primaire de refroidissement (23); la première portion (23a) des éléments primaires de refroidissement (23) étant agencée à travers ou entre les saillies de support de bobine (21 b) de sorte à être entourée au moins en partie par le matériau ferromagnétique de la structure de support (21 ); la deuxième portion (23b) des éléments primaires de refroidissement (23) étant agencée à l’extérieur de la structure de support (21 ). 2. polyphase electric machine (10) according to claim 1, wherein the first moving element (20) comprises a plurality of primary cooling elements (23), each primary cooling element (23) comprising a first portion (23a) as well as a second portion (23b) and allowing a transfer of a heat flux from the first portion (23a) of the primary cooling element (23) to the second portion (23b) of the cooling element primary cooling (23); the first portion (23a) of the primary cooling elements (23) being arranged through or between the coil support projections (21 b) so as to be surrounded at least in part by the ferromagnetic material of the support structure (21 ); the second portion (23b) of the primary cooling elements (23) being arranged outside the support structure (21).
3. Machine électrique polyphasée (10) selon la revendication 2, dans laquelle la structure de support (21 ) délimite une pluralité de saillies de refroidissement (24), formées dans le même matériau ferromagnétique que le reste de la structure de support (21 ), s’étendant transversalement depuis la portion périphérique (21a) de la structure de support (21 ) ; au moins l’une des saillies de refroidissement (24) étant agencée entre deux saillies de support
de bobine (21 b) adjacentes de sorte que ladite saillie de refroidissement (24) soit traversée par la première portion (23a) d’au moins l’un des éléments primaires de refroidissement (23).3. polyphase electric machine (10) according to claim 2, wherein the support structure (21) defines a plurality of cooling projections (24), formed in the same ferromagnetic material as the rest of the support structure (21) , extending transversely from the peripheral portion (21a) of the support structure (21); at least one of the cooling projections (24) being arranged between two support projections of adjacent coils (21b) so that said cooling projection (24) is crossed by the first portion (23a) of at least one of the primary cooling elements (23).
4. Machine électrique polyphasée (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle le deuxième élément de mise en mouvement (30) comprend une pluralité d’éléments secondaires de refroidissement (33), chaque élément secondaire de refroidissement (33) comportant une première portion (33a) ainsi qu’une deuxième portion (33b) et permettant un transfert d’un flux de chaleur de la première portion (33a) de l’élément secondaire de refroidissement (33) vers la deuxième portion (33b) de l’élément secondaire de refroidissement (33) ; la première portion (33a) des éléments secondaires de refroidissement (33) étant agencée entre des éléments magnétiques (31 ) adjacents de la pluralité d’éléments magnétiques (31 ) ; la deuxième portion (33b) des éléments secondaires de refroidissement (33) étant agencée à l’extérieur du deuxième ensemble de mise en mouvement (30). 4. polyphase electrical machine (10) according to any one of claims 1 to 3, wherein the second moving element (30) comprises a plurality of secondary cooling elements (33), each secondary cooling element ( 33) comprising a first portion (33a) as well as a second portion (33b) and allowing a transfer of a heat flux from the first portion (33a) of the secondary cooling element (33) to the second portion ( 33b) of the secondary cooling element (33); the first portion (33a) of the secondary cooling elements (33) being arranged between adjacent magnetic elements (31) of the plurality of magnetic elements (31); the second portion (33b) of the secondary cooling elements (33) being arranged outside the second set of movement (30).
5. Machine électrique polyphasée (10) selon l’une des revendications 2 ou 3, et selon la revendication 4, dans laquelle au moins l’un des éléments primaires de refroidissement (23) ou au moins l’un des éléments secondaires de refroidissement (33) est isolé de manière galvanique par rapport au matériau ferromagnétique. 5. polyphase electrical machine (10) according to one of claims 2 or 3, and according to claim 4, wherein at least one of the primary cooling elements (23) or at least one of the secondary cooling elements (33) is galvanically isolated from the ferromagnetic material.
6. Machine électrique polyphasée (10) selon l’une des revendications 2 ou 3, et selon l’une des revendications 4 ou 5, dans laquelle les éléments primaires de refroidissement (23) ou les éléments secondaires de refroidissement (33) sont des caloducs. 6. polyphase electrical machine (10) according to one of claims 2 or 3, and according to one of claims 4 or 5, wherein the primary cooling elements (23) or the secondary cooling elements (33) are heat pipes.
7. Machine électrique polyphasée (10) selon l’une des revendications 2 ou 3, et selon l’une des revendications 4 à 6, dans laquelle les éléments primaires de refroidissement (23) ou les éléments secondaires de refroidissement (33) sont formés au moins en partie dans un matériau choisi parmi du cuivre, de l’aluminium, un alliage d’aluminium ou un oxyde d’aluminium. 7. polyphase electric machine (10) according to one of claims 2 or 3, and according to one of claims 4 to 6, in which the primary cooling elements (23) or the secondary cooling elements (33) are formed at least partly in a material selected from copper, aluminum, an aluminum alloy or an aluminum oxide.
8. Machine électrique polyphasée (10) selon l’une des revendications 2 ou 3, et selon l’une des revendications 4 à 7, dans laquelle la deuxième portion (23b) des éléments primaires de refroidissement (23) ou la deuxième portion (33b) des éléments secondaires de refroidissement (33) s’étend selon un axe longitudinal et comprend un dissipateur thermique (23c, 33c) formé d’une ou plusieurs structures s’étendant radialement autour de cet axe longitudinal. 8. polyphase electrical machine (10) according to one of claims 2 or 3, and according to one of claims 4 to 7, wherein the second portion (23b) of the primary cooling elements (23) or the second portion ( 33b) of the secondary cooling elements (33) extends along a longitudinal axis and comprises a heat sink (23c, 33c) formed of one or more structures extending radially around this longitudinal axis.
9. Machine électrique polyphasée (10) selon l’une des revendications 2 ou 3, et selon l’une des revendications 4 à 8, dans laquelle un mécanisme de maintien (70) relie entre elles les deuxièmes portions (23b) d’au moins deux des éléments primaires de refroidissement (23) ou les deuxièmes portions (33b) d’au moins deux des éléments secondaires de refroidissement
27 9. polyphase electrical machine (10) according to one of claims 2 or 3, and according to one of claims 4 to 8, wherein a holding mechanism (70) interconnects the second portions (23b) of at least at least two of the primary cooling elements (23) or the second portions (33b) of at least two of the secondary cooling elements 27
10. Machine électrique polyphasée (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les bobines (22) sont isolées de manière galvanique par rapport aux saillies de support de bobine (21 b). 10. Polyphase electric machine (10) according to any one of the preceding claims, in which the coils (22) are galvanically isolated with respect to the coil support projections (21b).
11. Machine électrique polyphasée (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la somme du nombre de modules d’entrée (51a) et du nombre de modules de sortie (51 b) est supérieur ou égal à 20. 11. Polyphase electrical machine (10) according to any one of the preceding claims, in which the sum of the number of input modules (51a) and the number of output modules (51b) is greater than or equal to 20.
12. Machine électrique polyphasée (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les modules d’entrée (51a) sont agencés au niveau de la première face latérale (40) et les modules de sortie (51 b) sont agencés au niveau de la deuxième face latérale (41 ). 12. Polyphase electrical machine (10) according to any one of the preceding claims, in which the input modules (51a) are arranged at the level of the first lateral face (40) and the output modules (51b) are arranged at the level of the second lateral face (41).
13. Machine électrique polyphasée (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 , dans laquelle le module d’entrée (51a) et le module de sortie (51 b) d’un même ensemble de commande (51) sont agencés au niveau d’une même face latérale choisie parmi la première face latérale (40) et la deuxième face latérale (41 ). 13. polyphase electrical machine (10) according to any one of claims 1 to 11, wherein the input module (51a) and the output module (51b) of the same control assembly (51) are arranged at the same side face chosen from the first side face (40) and the second side face (41).
14. Machine électrique polyphasée (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les bobines (22) sont connectées à un dispositif de connexion (60) disposé au niveau d’au moins l’une parmi la première face latérale (40) et la deuxième face latérale (41 ), le dispositif de connexion (60) étant configuré pour mettre en connexion électrique une ou plusieurs bobines (22) de la pluralité de bobines (22) entre elles. 14. polyphase electric machine (10) according to any one of the preceding claims, in which the coils (22) are connected to a connection device (60) arranged at the level of at least one of the first side face ( 40) and the second side face (41), the connection device (60) being configured to electrically connect one or more coils (22) of the plurality of coils (22) to one another.
15. Machine électrique polyphasée (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les saillies de support de bobine (21 b) ont une extrémité orientée vers le logement central (21c) qui est divisée en une première saillie secondaire (21 ba) et une deuxième saillie secondaire (21 bb) ; au moins l’une des bobines (22) de la pluralité de bobines recouvrant en partie la première saillie secondaire (21 ba) de l’une des saillies de support de bobine (21 b) et la deuxième saillie secondaire (21 bb) de l’une des saillies de support de bobine (21 b) adjacentes à ladite saillie de support de bobine (21 b). 15. Polyphase electric machine (10) according to any one of the preceding claims, in which the coil support projections (21 b) have an end directed towards the central housing (21c) which is divided into a first secondary projection (21 ba) and a second secondary projection (21 bb); at least one of the plurality of coils (22) partially covering the first sub-projection (21 ba) of one of the coil-supporting protrusions (21 b) and the second sub-protrusion (21 bb) of one of the spool holder projections (21b) adjacent to said spool holder projection (21b).
16. Machine électrique polyphasée (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un dispositif de commande (100) configuré pour contrôler les modules d’entrée (51a) et les modules de sortie (51 b) de sorte à pouvoir faire varier chacune des phases. 16. Polyphase electrical machine (10) according to any one of the preceding claims, comprising a control device (100) configured to control the input modules (51a) and the output modules (51b) so as to be able to vary each phase.
17. Machine électrique polyphasée (10) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle les premier et deuxième ensembles de mise en mouvement (20, 30) ont une forme globalement cylindrique d’axe coïncidant avec l’axe de rotation de la machine électrique polyphasée (10).
28 17. polyphase electric machine (10) according to one of the preceding claims, in which the first and second sets of movement (20, 30) have a generally cylindrical shape with an axis coinciding with the axis of rotation of the machine. polyphase electric (10). 28
18. Machine électrique polyphasée (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la structure de support (21 ) est formée par un empilement de structures secondaires (21d) suivant l’axe de rotation de la machine électrique polyphasée (10), chaque structure secondaire (21d) présentant une épaisseur inférieure à une épaisseur totale du premier ensemble de mise en mouvement (20) comptée suivant la direction de l’axe de rotation de la machine électrique polyphasée. 18. polyphase electric machine (10) according to any one of the preceding claims, in which the support structure (21) is formed by a stack of secondary structures (21d) along the axis of rotation of the polyphase electric machine (10 ), each secondary structure (21d) having a thickness less than a total thickness of the first set in motion (20) counted in the direction of the axis of rotation of the polyphase electrical machine.
19. Machine électrique polyphasée (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les éléments magnétiques (31 ) sont des aimants permanents.19. polyphase electrical machine (10) according to any one of the preceding claims, wherein the magnetic elements (31) are permanent magnets.
20. Machine électrique polyphasée (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le premier ensemble de mise en mouvement (20) forme un stator et le deuxième ensemble de mise en mouvement (30) forme un rotor solidaire d’un arbre à entraîner (80). 20. Polyphase electrical machine (10) according to any one of the preceding claims, in which the first set of movement (20) forms a stator and the second set of movement (30) forms a rotor integral with a drive shaft (80).
21. Machine électrique polyphasée (10) selon la revendication 20, dans laquelle les éléments magnétiques (31 ) s’étendent radialement depuis l’arbre à entraîner (80). 21. Polyphase electric machine (10) according to claim 20, in which the magnetic elements (31) extend radially from the shaft to be driven (80).
22. Machine électrique polyphasée (10) selon la revendication 21 , dans laquelle les éléments magnétiques (31 ) comprennent un premier matériau (31a) ayant des premières propriétés magnétiques et orienté vers l’arbre à entraîner (80) et un deuxième matériau (31 b) ayant des secondes propriétés magnétiques et orienté vers le stator, les deuxièmes propriétés magnétiques étant moins dégradées par une augmentation de température que les premières propriétés magnétiques. 22. polyphase electric machine (10) according to claim 21, wherein the magnetic elements (31) comprise a first material (31a) having first magnetic properties and oriented towards the shaft to be driven (80) and a second material (31 b) having second magnetic properties and oriented towards the stator, the second magnetic properties being less degraded by an increase in temperature than the first magnetic properties.
23. Machine électrique polyphasée (10) selon la revendication 22, dans laquelle le premier matériau (31a) est du NdFeB et le deuxième matériau (31 b) est du SmCo. 23. Polyphase electric machine (10) according to claim 22, in which the first material (31a) is NdFeB and the second material (31b) is SmCo.
24. Machine électrique polyphasée (10) selon l’une quelconque des revendications 20 à 23, dans laquelle un dispositif de brassage (90), solidaire du deuxième élément de mise en mouvement (30), est configuré pour mettre en mouvement un fluide entourant l’arbre à entraîner (80) lorsque le deuxième ensemble de mise en mouvement (30) est mis en rotation. 24. Polyphase electrical machine (10) according to any one of claims 20 to 23, in which a stirring device (90), integral with the second moving element (30), is configured to move a fluid surrounding the drive shaft (80) when the second set in motion (30) is rotated.
25. Véhicule comportant une machine électrique polyphasée (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 24.
25. Vehicle comprising a polyphase electric machine (10) according to any one of claims 1 to 24.
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