FR3029705A1 - ELECTRICAL MACHINE WITH POTENTIAL BALANCING DEVICE - Google Patents

Abstract

Machine électrique ayant un stator (6) et un rotor (7) dont les enroulements (14) sont alimentés par des balais (16, 17) coulissant dans un porte-balais (5). Un dispositif d'équilibrage de potentiel agit entre l'arbre de rotor (8) et le potentiel de masse de la machine électrique (1) ; ce dispositif d'équilibrage a au moins un élément de contact frottant (19) s'appliquant d'un côté par une surface de contact (22) à un corps de contact relié à l'arbre de rotor (8) et de l'autre côté, il est relié électriquement au potentiel de masse de la machine électrique (1). L'élément (19) est intégré dans le porte-balais (5) et s'applique par sa surface de contact (22) contre une surface de frottement (35) électro-conductrice, reliée au potentiel électrique de l'arbre de rotor (8) et faisant partie d'un générateur d'angle de rotation (23) installé sur l'arbre de rotor (8) et tournant avec cet arbre de rotor (8).Electric machine having a stator (6) and a rotor (7) whose windings (14) are fed by brushes (16, 17) sliding in a brush holder (5). A potential equalizing device acts between the rotor shaft (8) and the ground potential of the electric machine (1); this balancing device has at least one rubbing contact element (19) applying on one side by a contact surface (22) to a contact body connected to the rotor shaft (8) and on the other hand, it is electrically connected to the ground potential of the electric machine (1). The element (19) is integrated in the brush holder (5) and is applied by its contact surface (22) against a friction surface (35) electrically conductive, connected to the electric potential of the rotor shaft (8) and forming part of a rotation angle generator (23) installed on the rotor shaft (8) and rotating with this rotor shaft (8).

Description

1 Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à une machine élec- trique ayant un stator et un rotor dont les enroulements de rotor sont alimentés par des balais coulissant dans un porte-balai ainsi qu'avec un dispositif d'équilibrage de potentiel agissant entre l'arbre de rotor et le potentiel de masse de la machine électrique, ce dispositif d'équilibrage ayant au moins un élément de contact frottant s'appliquant d'un côté par une surface de contact à un corps de contact relié à l'arbre de rotor et relié électriquement de l'autre côté au potentiel de masse de la machine électrique. Etat de la technique Les machines électriques s'utilisent dans de multiples domaines d'application pour l'entraînement ou comme générateur. Les véhicules automobiles utilisent de plus en plus des machines élec- triques dans des systèmes dits de récupération dans lesquels les ma- chines électriques ont à la fois une fonction motrice et une fonction de récupération d'énergie. Les machines électriques équipées d'un stator et d'un ro- tor qui peut être à excitation extérieure ou excitation propre, peuvent être équipées de générateurs d'angle de rotation solidaires du rotor et ayant pour fonction de transmettre la position angulaire du rotor à une commande de la machine électrique. Il est connu que des tensions d'arbre se développent sur l'arbre de rotor pendant le fonctionnement de la machine électrique et ces tensions génèrent une différence de tension avec la masse de la ma- chine et peuvent résulter de différentes causes. L'une des causes est par exemple la commande cadencée de l'enroulement de stator ou de l'enroulement de rotor avec un signal à modulation de largeur d'impulsion. Cette cause génère des tensions d'arbre d'autant plus éle- vées que la tension de l'alimentation du réseau embarqué élevée est la tension de fonctionnement de la machine électrique. Une autre cause possible est que les charges électrosta- tiques se traduisent par des tensions d'arbre qui produisent des charges électrostatiques, par exemple une machine électrique fonction- 3029705 2 nant comme générateur et entraînée par une courroie, dégage une charge électrique du rotor par l'intermédiaire de la courroie. La décharge des tensions d'arbre produites de façon im- pulsionnelle par un palier, de préférence par le palier à roulement à 5 billes côté entrée, permet une évacuation sous forme impulsionnelle à travers le palier. On peut avoir une érosion par les arcs dans la région de la surface du palier, ce qui risque d'endommager le palier. Des décharges spontanées par le palier du rotor peuvent se produire notamment en cas de défaillance de l'effet d'isolation de la graisse du palier 10 sous la forme d'un courant impulsionnel de sorte que la sollicitation permanente du palier endommage celui-ci et réduit considérablement sa durée de vie. En outre, une décharge impulsionnelle des porteurs de charge de l'arbre de rotor génère des ondes électromagnétiques qui in- 15 fluencent négativement la compatibilité électromagnétique du produit. En particulier, cela peut empêcher le fonctionnement sans incident sur les appareils électriques qui se trouvent à proximité. Selon le document DE 35 11 755 A 1 on connaît un dis- positif pour évacuer les tensions d'arbre des machines électriques. Ce 20 dispositif évacue les porteurs de charge de l'arbre de rotor par l'intermédiaire d'un élément de contact frottant. Pour cela, entre l'arbre de rotor et la masse de la machine, on a une capacité efficace à laquelle on peut ajouter une inductance en série. Le dispositif pour évacuer les tensions d'arbre peut être appelé dispositif d'équilibrage de potentiel car 25 il équilibre le potentiel entre la masse et l'arbre de rotor. Le document DE 101 18 004 A 1 décrit un générateur de courant alternatif comportant des moyens pour éliminer l'électricité statique accumulée dans le rotor et dont l'enroulement du rotor est relié à l'arbre du rotor par une résistance ohmique.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an electric machine having a stator and a rotor whose rotor windings are powered by sliding brushes in a brush holder as well as with a potential balancing device. acting between the rotor shaft and the ground potential of the electric machine, said balancing device having at least one rubbing contact element applying on one side by a contact surface to a contact body connected to the rotor shaft and electrically connected on the other side to the ground potential of the electric machine. State of the art Electric machines are used in many fields of application for training or as generators. Motor vehicles are increasingly using electric machines in so-called recuperation systems in which the electric machines have both a motor function and an energy recovery function. Electrical machines equipped with a stator and a rotor which can be externally excited or self-excited can be equipped with rotation angle generators integral with the rotor and having the function of transmitting the angular position of the rotor to the rotor. a control of the electric machine. It is known that shaft voltages develop on the rotor shaft during operation of the electric machine and these voltages generate a voltage difference with the machine ground and may result from different causes. One of the causes is, for example, the clocked control of the stator winding or the rotor winding with a pulse width modulated signal. This cause generates shaft voltages that are all the higher because the voltage of the high-level on-board power supply is the operating voltage of the electric machine. Another possible cause is that the electrostatic charges result in shaft voltages which produce electrostatic charges, for example an electrical machine operating as a generator and driven by a belt, gives off an electric charge of the rotor by through the belt. The discharge of the shaft voltages im- pulsively produced by a bearing, preferably by the inlet-side ball bearing, permits pulsed evacuation through the bearing. Arch erosion may occur in the area of the bearing surface, which may damage the bearing. Spontaneous discharges by the rotor bearing can occur especially in case of failure of the insulating effect of the grease of the bearing 10 in the form of a pulse current so that the permanent load of the bearing damages it and significantly reduces its life. In addition, impulse discharge of the rotor shaft charge carriers generates electromagnetic waves which negatively influence the electromagnetic compatibility of the product. In particular, this can prevent trouble-free operation on nearby electrical equipment. DE 35 11 755 A1 discloses a device for evacuating shaft voltages from electrical machines. This device discharges the charge carriers from the rotor shaft via a rubbing contact member. For this, between the rotor shaft and the mass of the machine, there is an effective capacity to which can be added a series inductor. The device for discharging the shaft voltages may be called potential balancing device because it balances the potential between the ground and the rotor shaft. DE 101 18 004 A1 describes an alternating current generator comprising means for eliminating the static electricity accumulated in the rotor and the winding of the rotor of which is connected to the rotor shaft by an ohmic resistor.

30 Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour but d'éviter les inconvénients de l'état de la technique et a ainsi pour objet une machine électrique du type défini ci-dessus caractérisée en ce que l'élément de contact frottant du dispositif d'équilibrage de potentiel est intégré dans le porte-balais et s'applique par sa surface de contact contre une sur- 3029705 3 face de frottement électro-conductrice, reliée au potentiel électrique de l'arbre de rotor et faisant partie d'un générateur d'angle de rotation installé sur l'arbre de rotor et tournant avec cet arbre de rotor. La machine électrique selon l'invention a l'avantage que 5 le dispositif à élément de contact frottant servant à évacuer les tensions d'arbre et qui est dans le porte-balais de la machine électrique, simplifie considérablement le montage de l'élément de contact frottant. La combinaison avec le générateur d'angle de rotation servant d'organe de contact qui a une surface de glissement contre laquelle s'applique l'élément 10 de contact se traduit également par une disposition globalement très peu encombrante pour le dispositif d'équilibrage de potentiel. De plus, aucun moyen de montage supplémentaire n'est nécessaire pour installer l'organe de contact car le générateur d'angle de rotation est de toute façon sur l'arbre de rotor et est ainsi au potentiel de référence du rotor.DISCLOSURE AND ADVANTAGES OF THE INVENTION The object of the present invention is to avoid the drawbacks of the state of the art and thus relates to an electric machine of the type defined above characterized in that the rubbing contact element the potential balancing device is integrated in the brush holder and is applied by its contact surface against an electrically conductive friction surface, connected to the electric potential of the rotor shaft and forming part of the electromechanical friction surface. a rotation angle generator installed on the rotor shaft and rotating with this rotor shaft. The electric machine according to the invention has the advantage that the rubbing contact element device for discharging the shaft voltages and which is in the brush holder of the electric machine, considerably simplifies the assembly of the rubbing contact. The combination with the rotation angle generator acting as a contact member which has a sliding surface against which the contact element 10 is applied also results in a generally very compact arrangement for the balancing device of the invention. potential. In addition, no additional mounting means is required to install the contact member because the rotation angle generator is in any case on the rotor shaft and thus is at the reference potential of the rotor.

15 Le générateur d'angle de rotation a, de préférence un corps symétrique en rotation, en métal ou dont au moins la surface est métallisée si bien que la surface périphérique du générateur d'angle de rotation convient comme surface de frottement pour l'élément de contact frottant.The rotation angle generator preferably has a rotationally symmetrical body of metal or at least the surface of which is metallized so that the peripheral surface of the rotation angle generator is suitable as a friction surface for the element. rubbing contact.

20 D'une manière particulièrement avantageuse, l'élément de contact frottant du dispositif d'équilibrage de potentiel est logé dans le porte-balais sous la forme d'un balai supplémentaire coulissant. L'élément de contact frottant est ainsi réalisé comme les autres balais dans le porte-balais et il est monté de sorte que pour réaliser l'élément 25 de contact frottant, il ne faut aucun composant réalisé spécialement. La réalisation du porte-balais est particulièrement com- pacte avec l'élément de contact frottant grâce aux balais montés en série. La surface de frottement électro-conductrice pour 30 l'élément de contact frottant du dispositif d'équilibrage de potentiel est dans le cas le plus simple une surface périphérique cylindrique du boîtier du générateur d'angle de rotation. Si le générateur d'angle de rotation est relié par un arbre de liaison coaxial à l'arbre de rotor, la surface périphérique de l'arbre de 35 liaison constitue directement la surface de glissement électro- 3029705 4 conductrice pour l'élément de contact frottant du dispositif d'équilibrage de potentiel. Cela nécessite certes une zone de contact réduite, librement accessible sur l'arbre de liaison pour que l'élément de contact frottant puisse être appliqué contre la surface périphérique de l'arbre de 5 liaison. L'arbre de liaison a un diamètre relativement petit si bien que sa surface périphérique et ainsi la surface de frottement correspondante aura une vitesse périphérique faible lorsque l'arbre de rotor sera en rotation. Ainsi, l'usure de l'élément de contact frottant et aussi celle 10 de la surface de frottement est particulièrement faible. Selon la forme de réalisation du générateur d'angle de rotation, la surface de frottement du générateur d'angle de rotation sera orientée de façon inclinée par rapport à la direction axiale de l'arbre de rotor. L'élément de contact frottant a, dans ces conditions, une surface 15 de contact orientée de manière correspondante. Ainsi, le balai de con- tact qui forme l'élément de contact frottant est en saillie perpendiculairement à la surface de frottement pour réaliser le contact optimum entre la surface de frottement et le balai. La surface de frottement peut être constituée par un re- 20 vêtement ayant un coefficient de frottement faible par rapport à la sur- face de contact du balai. Cela réduit considérablement l'usure du balai et de la surface de frottement. La surface de frottement du générateur d'angle de rota- tion peut également être réalisée par une bague de frottement installée 25 sur le générateur d'angle de rotation, par exemple sur son boîtier ou sur son arbre de liaison. Cela permet ainsi de réaliser une surface de frottement ayant des propriétés de contact et de frottement optimales et cela même si le matériau du boîtier du générateur d'angle de rotation n'a pas de propriété optimale de contact.In a particularly advantageous manner, the friction contact element of the potential equalization device is housed in the brush holder in the form of a sliding additional brush. The rubbing contact element is thus made like the other brushes in the brush holder and is mounted so that to achieve the rubbing contact member no special components are required. The brush holder is particularly com- pact with the brushing contact element due to the brushes mounted in series. The electrically conductive friction surface for the friction contact element of the potential equalizing device is in the simplest case a cylindrical peripheral surface of the rotation angle generator housing. If the rotation angle generator is connected by a coaxial connecting shaft to the rotor shaft, the peripheral surface of the connecting shaft directly constitutes the electrically conductive sliding surface for the contact element. rubbing of the potential balancing device. This certainly requires a reduced contact area, freely accessible on the connecting shaft so that the rubbing contact element can be applied against the peripheral surface of the connecting shaft. The connecting shaft has a relatively small diameter so that its peripheral surface and thus the corresponding friction surface will have a low peripheral speed when the rotor shaft is rotated. Thus, the wear of the rubbing contact element and also that of the friction surface is particularly low. According to the embodiment of the rotation angle generator, the friction surface of the rotation angle generator will be inclined with respect to the axial direction of the rotor shaft. In these conditions, the rubbing contact element has a correspondingly oriented contact surface. Thus, the contact broom forming the rubbing contact element protrudes perpendicularly to the friction surface to achieve optimum contact between the friction surface and the broom. The friction surface may be constituted by a coating having a low coefficient of friction with respect to the contact surface of the blade. This greatly reduces the wear of the broom and the friction surface. The friction surface of the rotation angle generator may also be provided by a friction ring installed on the rotation angle generator, for example on its housing or on its connecting shaft. This thus makes it possible to provide a friction surface having optimal contact and friction properties, even if the material of the rotation angle generator housing does not have an optimal contact property.

30 La surface de frottement de l'élément de contact peut être constituée avantageusement d'un alliage de cuivre. En liaison avec un balai usuel comme élément de contact frottant, un alliage de cuivre offre de très bonnes propriétés de contact et de frottement. Le montage de l'élément de contact frottant comme balai 35 d'essuie-glace dans un porte-balais nécessaire de toute façon pour ali- 3029705 5 menter l'enroulement de rotor se traduit non seulement par un dispositif d'équilibrage de potentiel particulièrement peu encombrant mais permet également de réaliser une liaison électrique directe avec le potentiel de masse de la machine électrique par un élément de contact dé- 5 passant du porte-balais. Ainsi, pour réaliser la liaison de la masse entre l'arbre de rotor et la masse il n'y a aucun câblage de sorte que cette mise en contact du dispositif d'équilibrage de potentiel n'entraîne pas de coût de montage supplémentaire. Dessins 10 La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'une machine électrique avec équilibrage du contact de masse, représentée dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue d'ensemble d'une machine électrique, la figure 2 est une coupe longitudinale de la machine électrique de 15 la figure 1, la figure 3 montre l'agrandissement d'un détail de la figure 2 dans la région du porte-balais avec l'élément de contact frottant supplémentaire, la figure 4 est une vue en perspective du porte-balais représenté en 20 coupe à la figure 2 et à la figure 3, la figure 5 est une vue en coupe du porte-balais avec une variante de réalisation de l'élément de contact frottant intégrée en plus dans le porte-balais, et la figure 6 montre une autre variante de réalisation avec une bague 25 de frottement contre laquelle s'applique l'élément de contact frot- tant intégré en plus dans le porte-balais. Description de modes de réalisation La figure 1 est une vue d'une machine électrique 1 dont la partie de machine 2 a un stator recevant un rotor couché. Côté en- 30 traînement, l'arbre de rotor porte une poulie à courroie 3 qui transmet le couple à l'aide d'une courroie non représentée. Du côté de la machine électrique 1 à l'opposé de la poulie à courroie 3, la partie de boîtier 4 comporte les installations électriques pour commander la machine électrique 1. La figure 1 montre également l'emplacement d'un 35 porte-balais 5.The friction surface of the contact element may advantageously be made of a copper alloy. In connection with a conventional broom as a rubbing contact element, a copper alloy offers very good contact and friction properties. The mounting of the friction contact element as a wiper blade in a brush holder required in any case to power the rotor winding not only results in a particularly potential balancing device. it is also compact but also allows a direct electrical connection to the ground potential of the electrical machine via a contact element passing from the brush holder. Thus, to achieve the connection of the mass between the rotor shaft and the ground there is no wiring so that contacting the potential balancing device does not entail additional installation cost. Drawings The present invention will be described in more detail below with the aid of an electric machine with mass contact balancing, shown in the accompanying drawings in which: FIG. 1 is an overview of a Figure 2 is a longitudinal section of the electrical machine of Figure 1, Figure 3 shows the enlargement of a detail of Figure 2 in the region of the brush holder with the additional rubbing contact element. FIG. 4 is a perspective view of the brush holder shown in section in FIG. 2 and in FIG. 3; FIG. 5 is a sectional view of the brush holder with a variant embodiment of the contact element. Furthermore, there is shown a further embodiment with a friction ring 25 against which the friction contact element further integrated in the brush holder is applied. DESCRIPTION OF EMBODIMENTS FIG. 1 is a view of an electrical machine 1 whose machine part 2 has a stator receiving a coated rotor. On the drive side, the rotor shaft carries a belt pulley 3 which transmits the torque by means of a not shown belt. On the side of the electric machine 1 opposite the belt pulley 3, the housing portion 4 comprises the electrical installations for controlling the electric machine 1. Fig. 1 also shows the location of a brush holder 5 .

3029705 6 La coupe longitudinale de la figure 2 montre de manière détaillée la structure de la machine électrique 1. La partie de machine 2 se compose principalement du stator 6 et du rotor 7 dont l'arbre 8 est monté à rotation dans un palier à roulement 9 côté entraînement et un 5 palier à roulement 10 du côté opposé. Les panneaux de palier 11, 12 qui font partie du boîtier de la machine reçoivent les paliers à roulement 9, 10. Dans l'exemple de réalisation représenté, le rotor 7 a des griffes polaires 13. L'enroulement de rotor 14 est alimenté par 10 l'intermédiaire du porte-balais 5 pour générer un champ magnétique. Le boîtier 15 du porte-balais 5 loge des balais 16-18 montés coulissants et soumis à un ressort ; les balais 16 et 17 assurent l'alimentation de l'enroulement de rotor 14. Le balai 18 est appelé, de façon générale, élément de contact frottant 19 ; il sert à évacuer les tensions ondulées 15 appliquées à l'arbre de rotor 8. Les balais 16, 17 frottent sur les bagues de frottement en cuivre 20, 21 reliées électriquement à l'enroulement de rotor 14. En revanche, le balai 18 et sa surface de contact 22 viennent contre la surface de contact d'un générateur d'angle de rotation 23 relié à l'arbre de rotor 8.The longitudinal section of FIG. 2 shows in detail the structure of the electric machine 1. The machine part 2 consists mainly of the stator 6 and the rotor 7 whose shaft 8 is rotatably mounted in a rolling bearing. 9 drive side and a rolling bearing 10 on the opposite side. The bearing panels 11, 12 which form part of the machine housing receive rolling bearings 9, 10. In the embodiment shown, the rotor 7 has polar claws 13. The rotor winding 14 is powered by Via the brush holder 5 to generate a magnetic field. The housing 15 of the brush holder 5 houses brushes 16-18 slidably mounted and subjected to a spring; the brushes 16 and 17 supply the rotor winding 14. The brush 18 is generally called a friction contact element 19; it serves to evacuate the corrugated voltages 15 applied to the rotor shaft 8. The brushes 16, 17 rub on the copper friction rings 20, 21 electrically connected to the rotor winding 14. In contrast, the brush 18 and its contact surface 22 come against the contact surface of a rotation angle generator 23 connected to the rotor shaft 8.

20 Le générateur d'angle de rotation 23 tourne avec le rotor 7 et permet de donner la position angulaire du rotor 7 pendant le fonctionnement. Le générateur d'angle de rotation 23 comporte par exemple un aimant permanent dont le champ magnétique est détecté par une installation électrique non détaillée pour être exploitée et donner la po- 25 sition du rotor. Selon le mode de fonctionnement souhaité de la ma- chine électrique, l'enroulement 24 du stator 6 est alimenté en fonction de la position angulaire du rotor 7. En mode moteur, la puissance électrique est transformée en puissance mécanique, par exemple pour fournir un couple servant à accélérer un véhicule alors qu'en mode 30 générateur, la puissance mécanique est transformée en puissance élec- trique pour alimenter par exemple le réseau embarqué du véhicule. La transmission de la puissance mécanique se fait par l'intermédiaire de la poulie à courroie 3 solidaire en rotation de l'arbre de rotor 8. A la figure 2, une ligne en trait-point 25 entoure l'extrait 35 représenté à échelle agrandie à la figure 3.The rotation angle generator 23 rotates with the rotor 7 and makes it possible to give the angular position of the rotor 7 during operation. The rotation angle generator 23 comprises, for example, a permanent magnet whose magnetic field is detected by an electrical installation which is not detailed in order to be exploited and to give the position of the rotor. According to the desired mode of operation of the electrical machine, the winding 24 of the stator 6 is supplied as a function of the angular position of the rotor 7. In motor mode, the electrical power is converted into mechanical power, for example to provide a torque used to accelerate a vehicle while in generator mode, the mechanical power is converted into electrical power to feed for example the on-board network of the vehicle. The transmission of the mechanical power is done by means of the belt pulley 3 integral in rotation with the rotor shaft 8. In FIG. 2, a line in dot-dot 25 surrounds the extract 35 represented on an enlarged scale in Figure 3.

3029705 7 La figure 3 montre les balais 16-18 logés dans le boîtier 15 du porte-balais 5, selon une disposition en série dans la direction axiale de l'axe 8 du rotor. Le balai d'essuie-glace 16 constitue par exemple le contact négatif alors que le balai 17, le contact positif de 5 l'enroulement de rotor 14. Les bagues de frottement 20, 21 sont ainsi la bague de frottement négative 20 et la bague de frottement positive 21 reliées par des rails électriques 26, 27 et le câble de raccordement 28, 29 à l'enroulement de rotor 14. Le générateur d'angle de rotation 23 a un aimant perma- 10 nent 31 logé dans un boîtier 30 et servant d'élément générateur pour le générateur d'angle de rotation 23. Le générateur d'angle de rotation 23 est fixé par un arbre de liaison 32 en saillie, co-axialement côté frontal à l'extrémité de l'arbre de rotation 8. Le balai 18 servant d'élément de contact frottant 19 s'applique sous l'effet d'un ressort de compression 15 33 de manière précontrainte dans le canal de guidage 34 du porte- balais 5. Le ressort de compression 33 pousse le balai 18 et sa surface de contact 22 contre la surface de frottement 35 du boîtier cylindrique 30 du générateur d'angle de rotation 23. Le balai 18 est relié électriquement par un cordon en cuivre 36 à un élément de contact 37 ; 20 l'élément de contact 37 est relié électriquement à une pièce 38 condui- sant à la masse. Cette pièce fait partie de l'électronique de puissance ou de la masse de la machine ou du boîtier de la machine. Dans le cas de l'exemple de réalisation représenté à la fi- gure 3, le boîtier 30 du générateur d'angle de rotation 23 est en un ma- 25 tériau électro-conducteur ou a au moins une surface électro- conductrice de sorte que la surface de frottement 35 est reliée électriquement par l'arbre de liaison 32 à l'arbre de rotor 8 de préférence en acier. Ainsi, les tensions ondulées qui se produisent sur l'arbre de rotor 8 peuvent être éliminées par le dispositif d'équilibrage de potentiel for- 30 mé du générateur d'angle de rotation 23, du porte-balais 5 et de l'élément de contact 37. Le dispositif d'équilibrage de potentiel relie l'arbre de rotor 8 en permanence à la masse de sorte qu'il ne peut y avoir de pointes de tension, accentuées sur l'arbre de rotor 8 qui pourrait endommager les paliers.3 shows the brushes 16-18 housed in the housing 15 of the brush holder 5, in a series arrangement in the axial direction of the axis 8 of the rotor. The wiper blade 16 is, for example, the negative contact while the blade 17 is the positive contact of the rotor winding 14. The friction rings 20, 21 are thus the negative friction ring 20 and the ring positive friction 21 connected by electrical rails 26, 27 and the connecting cable 28, 29 to the rotor winding 14. The rotation angle generator 23 has a permanent magnet 31 housed in a housing 30 and serving as a generating element for the rotation angle generator 23. The rotation angle generator 23 is fixed by a connecting shaft 32 projecting, coaxially front end at the end of the rotation shaft 8 The wiper 18 serving as a rubbing contact element 19 is applied under the effect of a compression spring 33 prestressed in the guide channel 34 of the brush holder 5. The compression spring 33 pushes the broom 18 and its contact surface 22 against the friction surface 35 of the cylindrical housing 30 of the rotation angle generator 23. The brush 18 is electrically connected by a copper bead 36 to a contact element 37; The contact element 37 is electrically connected to a ground-conducting part 38. This part is part of the power electronics or the mass of the machine or the housing of the machine. In the case of the exemplary embodiment shown in FIG. 3, the housing 30 of the rotation angle generator 23 is made of an electrically conductive material or at least one electroconductive surface so that the friction surface 35 is electrically connected by the connecting shaft 32 to the rotor shaft 8, preferably of steel. Thus, the corrugated voltages that occur on the rotor shaft 8 can be eliminated by the potential-equalizing device of the rotation angle generator 23, the brush holder 5 and the magnet element. contact 37. The potential balancing device connects the rotor shaft 8 permanently to the ground so that there can be no voltage spikes, accentuated on the rotor shaft 8 which could damage the bearings.

3029705 8 Le porte-balais 5 représenté à la figure 4 loge dans un boîtier 15, les balais 16-18 disposés en rangée, et qui n'apparaissent ici que dans la région de leur surface de contact 40, 41 et 22. La surface de contact 22 du balai 18 servant d'élément de contact frottant 19 pour 5 évacuer les tensions de l'arbre de rotor est en retrait par rapport aux autres surfaces de contact 40, 41 de sorte que le balai 18 demande moins de matériaux que les balais 16, 17. Le petit côté du boîtier 15 comporte une ouverture 42 pour recevoir l'élément de contact 37 apparaissant à la figure 3. Des 10 anneaux de contact 43, 44 réalisent la liaison électrique avec les balais 16, 17. Dans la variante de réalisation de l'invention représentée à la figure 5, le générateur d'angle de rotation 23 a son arbre de liaison 32 librement accessible pour réaliser le contact avec le balai d'essuie- 15 glace 18. L'arbre de liaison 32 est un arbre enfiché dont la surface péri- phérique forme la surface de frottement 35 pour la surface de contact 22 du balai 18. Dans ce mode de réalisation, l'usure dans la région de la surface de frottement 35 et de la surface de contact 22 est plus faible que dans la réalisation des figures 2 et 3 car les vitesses périphériques 20 au niveau de la surface de frottement 35 sont plus réduites. La variante de réalisation représentée à la figure 6 est en développement de celle de la figure 5 en ce que l'arbre de liaison 32 porte une bague de frottement 45 qui permet de réduire encore plus l'usure dans la région du contact frottant par le choix approprié du ma- 25 tériau de la bague de frottement. La bague de frottement 45 peut être réalisée en un alliage de cuivre et être fixée par un montage serré sur l'arbre de liaison 32.The brush holder 5 shown in FIG. 4 is housed in a housing 15, the brushes 16-18 arranged in a row, and which appear here only in the region of their contact surface 40, 41 and 22. The surface contact 22 of the wiper 18 serving as a rubbing contact element 19 for discharging the voltages of the rotor shaft is set back relative to the other contact surfaces 40, 41 so that the wiper 18 requires less material than the The small side of the housing 15 has an opening 42 for receiving the contact element 37 appearing in FIG. 3. The contact rings 43, 44 make the electrical connection with the brushes 16, 17. Embodiment of the invention shown in FIG. 5, the rotation angle generator 23 has its connecting shaft 32 freely accessible to make contact with the windscreen wiper blade 18. The connecting shaft 32 is a plugged tree whose peripheral surface f the friction surface 35 for the contact surface 22 of the blade 18. In this embodiment, the wear in the region of the friction surface 35 and the contact surface 22 is smaller than in the embodiment of FIGS. 2 and 3 because the peripheral speeds 20 at the friction surface 35 are smaller. The embodiment variant shown in FIG. 6 is in development of that of FIG. 5 in that the connecting shaft 32 carries a friction ring 45 which makes it possible to reduce even further the wear in the region of the friction contact by the appropriate choice of the material of the friction ring. The friction ring 45 may be made of a copper alloy and be fixed by a tight fitting on the connecting shaft 32.

30 3029705 9 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Machine électrique 2 Partie de machine 5 3 Poulie à courroie 4 Partie de boîtier 5 Porte-balais 6 Stator 7 Rotor 10 8 Arbre de rotor 9 Palier à roulement à billes 10 Palier à billes 11, 12 Panneau de palier 13 Griffe polaire 15 14 Enroulement de rotor 15 Boitier du porte-balai 16, 17, 18 Balai d'alimentation de l'enroulement 19 Elément de contact frottant 20, 21 Bague de frottement en cuivre 20 22 Surface de contact 23 Générateur d'angle de rotation 24 Enroulement de stator 25 Ligne en traits interrompus 26, 27 Rail électrique 25 28, 29 Câble électrique 30 Boîtier cylindrique 31 Aimant permanent 32 Axe de liaison 33 Ressort de compression 30 34 Canal de guidage du porte-balais 35 Surface de frottement 36 Cordon en cuivre 37 Elément de contact 38 Composant de mise à la masse 35 40, 41 Surfaces de contact 3029705 42 Ouverture 43, 44 Bagues de contact 45 Bague de frottement 10 53029705 9 NOMENCLATURE OF MAIN ELEMENTS 1 Electric machine 2 Machine part 5 3 Belt pulley 4 Housing part 5 Brush holder 6 Stator 7 Rotor 10 8 Rotor shaft 9 Ball bearing 10 Ball bearing 11, 12 Panel 13 Polar claw 15 14 Rotor winding 15 Brush holder housing 16, 17, 18 Brush feed brush 19 Rubbing contact element 20, 21 Copper friction ring 20 22 Contact surface 23 Generator d rotation angle 24 Stator winding 25 Line in broken lines 26, 27 Electrical rail 25 28, 29 Power cable 30 Cylinder housing 31 Permanent magnet 32 Connecting shaft 33 Compression spring 30 34 Brush holder guide 35 Surface of friction 36 Copper cord 37 Contact element 38 Grounding component 35 40, 41 Contact surfaces 3029705 42 Opening 43, 44 Contact rings 45 Friction ring 10 5

Claims (4)

REVENDICATIONS1°) Machine électrique ayant un stator (6) et un rotor (7) dont les enroulements de rotor (14) sont alimentés par des balais (16, 17) coulissant dans un porte-balais (5) ainsi qu'avec un dispositif d'équilibrage de po- tentiel agissant entre l'arbre de rotor (8) et le potentiel de masse de la machine électrique (1), ce dispositif d'équilibrage ayant au moins un élément de contact frottant (19) s'appliquant d'un côté par une surface de contact (22) à un corps de contact relié à l'arbre de rotor (8) et de l'autre côté il est relié électriquement au potentiel de masse de la ma- chine électrique (1), machine électrique caractérisée en ce que l'élément de contact frottant (19) du dispositif d'équilibrage de potentiel est intégré dans le porte-balais (5) et s'applique par sa surface de contact (22) contre une surface de frottement (35) électro-conductrice, re- liée au potentiel électrique de l'arbre de rotor (8) et faisant partie d'un générateur d'angle de rotation (23) installé sur l'arbre de rotor (8) et tournant avec cet arbre de rotor (8).Electric machine having a stator (6) and a rotor (7) whose rotor windings (14) are fed by brushes (16, 17) sliding in a brush holder (5) and with a device potential-balancing device acting between the rotor shaft (8) and the ground potential of the electric machine (1), said balancing device having at least one friction contact element (19) one side by a contact surface (22) to a contact body connected to the rotor shaft (8) and on the other side it is electrically connected to the ground potential of the electric machine (1), electric machine characterized in that the friction contact element (19) of the potential equalizing device is integrated in the brush holder (5) and is applied by its contact surface (22) against a friction surface ( 35) electrically conductive, connected to the electric potential of the rotor shaft (8) and forming part of a generator of angle of rotation (23) installed on the rotor shaft (8) and rotating with this rotor shaft (8). 2°) Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément de contact frottant (19) est logé dans le porte-balai (5) comme balai supplémentaire (18) monté coulissant.2 °) Electrical machine according to claim 1, characterized in that the rubbing contact element (19) is housed in the brush holder (5) as additional brush (18) slidably mounted. 3°) Machine électrique selon la revendication 2, caractérisée en ce que tous les balais (16-18) sont alignés en rangée, avec décalage axial dans le porte-balais (5) suivant l'arbre de rotor (8).3) electric machine according to claim 2, characterized in that all the brushes (16-18) are aligned in a row, with axial displacement in the brush holder (5) along the rotor shaft (8). 4°) Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface de frottement (35) de l'élément de contact frottant (19) est une surface périphérique cylindrique du boîtier (30) du générateur d'angle de rotation (23). 3029705 12 5°) Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface de frottement (35) de l'élément de contact frottant (19) est la surface périphérique d'un axe de liaison (32) reliant co-axialement le 5 générateur d'angle de rotation (23) à l'arbre de rotor (8). 6°) Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface de frottement (35) et la surface de contact (22) de l'élément de 10 contact frottant (19) s'appliquant contre cette surface sont orientées avec un angle par rapport à la direction axiale de l'arbre de rotor (8). 7°) Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que 15 le balai (18) appliqué contre la surface de frottement (35) est perpendi- culaire à la surface de glissement (35). 8°) Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu' 20 un revêtement qui a un faible coefficient de frottement par rapport à la surface de contact (22) du balai (18) qui s'applique sur celle-ci, constitue la surface de frottement (35). 9°) Machine électrique selon la revendication 1, 25 caractérisée en ce que le générateur d'angle de rotation (23) ou un arbre de liaison (32) relié à celui-ci porte une bague de frottement (45) constituant la surface de frottement (35). 30 10°) Machine électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de frottement (35) est réalisée en un alliage de cuivre. 35Electric machine according to claim 1, characterized in that the friction surface (35) of the friction contact element (19) is a cylindrical peripheral surface of the housing (30) of the rotation angle generator (23). ). Electric machine according to claim 1, characterized in that the friction surface (35) of the friction contact element (19) is the peripheral surface of a connecting shaft (32) connecting coaxially. the rotation angle generator (23) to the rotor shaft (8). Electric machine according to claim 1, characterized in that the friction surface (35) and the contact surface (22) of the friction contact element (19) pressing against this surface are oriented with a angle with respect to the axial direction of the rotor shaft (8). Electric machine according to claim 1, characterized in that the brush (18) applied against the friction surface (35) is perpendicular to the sliding surface (35). Electrical machine according to claim 1, characterized in that a coating which has a low coefficient of friction with respect to the contact surface (22) of the brush (18) which is applied thereto constitutes the friction surface (35). Electrical machine according to claim 1, characterized in that the rotation angle generator (23) or a connecting shaft (32) connected thereto carries a friction ring (45) constituting the surface of friction (35). Electrical machine according to claim 1, characterized in that the friction surface (35) is made of a copper alloy. 35