FR3054751A1 - Machine electrique tournante munie de sorties de phase plaquees par serrage contre des pistes conductrices - Google Patents

Machine electrique tournante munie de sorties de phase plaquees par serrage contre des pistes conductrices Download PDF

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Christophe Leborgne
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Abstract

L'invention porte principalement sur une machine électrique tournante comportant: - un palier (18), - un stator (16) porté par ledit palier (18), ledit stator (16) étant muni d'un corps de stator (43) et d'un bobinage ayant une pluralité d'enroulements de phase (48), chaque enroulement de phase (48) ayant une extrémité formant une sortie de phase (50), et - un module électronique de puissance (51), caractérisée en ce que chaque sortie de phase (50) est montée coincée entre un support isolant (54) en appui contre ledit palier (18) et une piste de connexion (62) correspondante reliée électriquement audit module électronique de puissance (51), ledit coincement de chaque sortie de phase (50) étant obtenu par serrage axial dudit module électronique de puissance (51) sur ledit palier (18) via au moins un organe de fixation.

Description

Titulaire(s) : VALEO EQUIPEMENTS ELECTRIQUES MOTEUR Société par actions simplifiée.
Demande(s) d’extension
Mandataire(s) : VALEO EQUIPEMENTS ELECTRIQUES MOTEUR Société par actions simplifiée.
FR 3 054 751 - A1 (64) MACHINE ELECTRIQUE TOURNANTE MUNIE DE SORTIES DE PHASE PLAQUEES PAR SERRAGE CONTRE DES PISTES CONDUCTRICES.
©) L'invention porte principalement sur une machine électrique tournante comportant:
- un palier (18),
- un stator (16) porté par ledit palier (18), ledit stator (16) étant muni d'un corps de stator (43) et d'un bobinage ayant une pluralité d'enroulements de phase (48), chaque enroulement de phase (48) ayant une extrémité formant une sortie de phase (50), et
- un module électronique de puissance (51), caractérisée en ce que chaque sortie de phase (50) est montée coincée entre un support isolant (54) en appui contre ledit palier (18) et une piste de connexion (62) correspondante reliée électriquement audit module électronique de puissance (51), ledit coincement de chaque sortie de phase (50) étant obtenu par serrage axial dudit module électronique de puissance (51) sur ledit palier (18) via au moins un organe de fixation.
Figure FR3054751A1_D0001
Figure FR3054751A1_D0002
MACHINE ELECTRIQUE TOURNANTE MUNIE DE SORTIES DE PHASE PLAQUÉES PAR SERRAGE CONTRE DES PISTES CONDUCTRICES
L'invention porte sur une machine électrique tournante munie de sorties de phase plaquées par serrage contre des pistes conductrices.
L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, dans le domaine des alternateurs pour véhicules automobiles. Un tel alternateur transforme de l'énergie mécanique en énergie électrique et peut être réversible. Un tel alternateur réversible est appelé alternodémarreur et permet de transformer de l'énergie électrique en énergie mécanique notamment pour démarrer le moteur thermique du véhicule. L'invention pourra également être mise en œuvre avec un moteur électrique.
De façon connue en soi, un alternateur ou un alterno-démarreur comporte un carter et, à l'intérieur de celui-ci, un rotor à griffes, solidaire en rotation d'un arbre, et un stator qui entoure le rotor avec présence d'un entrefer.
Le rotor comporte un corps formé par un empilage de feuilles de tôles maintenues sous forme de paquet au moyen d'un système de fixation adapté. Le rotor comporte des pôles formés par exemple par des aimants permanents logés dans des cavités ménagées dans la masse magnétique du rotor. Alternativement, dans une architecture dite à pôles saillants, les pôles sont formés par des bobines enroulées autour de bras du rotor.
Par ailleurs, le stator comporte un corps constitué par un empilage de tôles minces formant une couronne, dont la face intérieure est pourvue d'encoches ouvertes vers l'intérieur pour recevoir des enroulements de phase. Ces enroulements traversent les encoches du corps du stator et forment des chignons faisant saillie de part et d'autre du corps du stator. Les enroulements de phase sont obtenus par exemple à partir d'un fil continu recouvert d'émail ou à partir d'éléments conducteurs en forme d'épingles reliées entre elles par soudage. Ces enroulements sont des enroulements polyphasés dont les extrémités correspondant à des sorties de phase sont reliées à un module électronique de puissance comportant notamment un pont redresseur dans le cas d'un alternateur.
Afin d'assurer la connexion électrique des sorties de phase avec le module électronique de puissance, les sorties de phase sont classiquement fixées sur des cosses, lesquelles sont vissées sur des connecteurs correspondants du module électronique de puissance.
Toutefois, dans certaines configurations d'alterno-démarreur, l'accès aux zones de connexion sur le module électronique puissance peut être rendu difficile en raison de la présence, imposée par le constructeur de véhicules automobiles, d'une paroi du support de la machine s'étendant en io face des interfaces de fixation.
L’invention vise permettre la connexion entre les sorties de phase et le module électronique de puissance quelle que soit la configuration du support de l'alternateur.
A cette fin, l'invention propose une machine électrique tournante 15 comportant:
- un palier,
- un stator porté par ledit palier, ledit stator étant muni d'un corps de stator et d'un bobinage ayant une pluralité d'enroulements de phase, chaque enroulement de phase ayant une extrémité formant une sortie de phase, et
- un module électronique de puissance, caractérisée en ce que chaque sortie de phase est montée coincée entre un support isolant en appui contre ledit palier et une piste de connexion correspondante reliée électriquement audit module électronique de puissance, ledit coincement de chaque sortie de phase étant obtenu par serrage axial dudit module électronique de puissance sur ledit palier via au moins un organe de fixation.
L'invention permet ainsi de faciliter l'établissement des connexions entre les sorties de phase et les pistes de connexion du fait des contacts obtenus lors du montage du module électronique de puissance sur le palier de la machine. Les connexions peuvent alors être réalisées quelle que soit la forme du support d'alternateur. En outre, du fait de la suppression des cosses de fixation, l'invention présente un intérêt économique.
Selon une réalisation, un élément élastique est monté comprimé entre ladite piste de connexion et une face d'extrémité dudit module électronique de puissance. Cela permet d'absorber les jeux de montage du système et de maintenir en tension l'organe de fixation pour conserver l'effort de pression entre la piste de connexion et la sortie de phase correspondante.
Selon une réalisation, ladite piste de connexion appartient à un support de connexion.
Selon une réalisation, ladite piste de connexion se prolonge par une patte ayant une interface de fixation du côté de son extrémité libre pour se îo fixer sur ledit module électronique de puissance. Cela permet d'autoriser une connexion déportée entre les sorties de phase de la machine et le module électronique de puissance.
Selon une réalisation, ladite piste de connexion et ladite patte présentent une forme en L. Cela permet d'assurer une connexion déportée de la piste de connexion suivant une face d'orientation radiale du module électronique de puissance.
Selon une réalisation, ladite patte et ladite piste de connexion sont surmoulées par une portion en matière plastique.
Selon une réalisation, ladite sortie de phase est repliée contre ledit 20 support isolant.
Selon une réalisation, ledit support isolant comporte des moyens de retenue latéraux de ladite sortie de phase.
Selon une réalisation, ladite machine électrique tournante comporte une pluralité de supports de connexion reliés entre eux par ledit élément élastique.
Selon une réalisation, lesdits supports de connexion sont reliés entre eux par thermoformage de l'élément élastique sur ladite portion plastique surmoulée de chaque support de connexion.
Selon une réalisation, lesdits supports de connexion sont reliés entre eux par encliquetage dudit élément élastique sur ladite portion plastique surmoulée de chaque support de connexion.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. Ces figures ne sont données qu’à titre illustratif mais nullement limitatif de l’invention.
La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une machine électrique tournante selon la présente invention;
La figure 2a montre une vue en coupe détaillée illustrant la connexion entre une sortie de phase et une piste de connexion reliée au module îo électronique de puissance;
La figure 2b est une vue en coupe suivant l'axe C-C de la figure 2a;
La figure 3a est une vue en perspective d'un module électronique de puissance monté sur le palier arrière de la machine électrique tournante selon la présente invention;
La figure 3b est une vue en perspective montrant la face arrière du module électronique de puissance comportant les pistes de connexion;
La figure 4 est une vue en perspective illustrant le positionnement rabattu des sorties de phase contre le palier arrière de la machine électrique tournante selon l'invention;
Les figures 5a et 5b sont des vues en perspective montrant un ensemble de supports de connexion selon l'invention.
Les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent la même référence d’une figure à l'autre.
On a représenté sur la figure 1 un alternateur 10 compact et 25 polyphasé, notamment pour véhicule automobile. L'alternateur 10 est apte à transformer de l'énergie mécanique en énergie électrique et pourra être réversible. Un tel alternateur réversible, appelé alterno-démarreur, permet de transformer de l'énergie électrique en énergie mécanique notamment pour démarrer le moteur thermique du véhicule.
Cet alternateur 10 comporte un carter 11 et, à l'intérieur de celui-ci, un rotor à griffes 12 monté sur un arbre 13, et un stator 16, qui entoure le rotor 12 avec présence d'un entrefer entre la périphérie externe du rotor 12 et la périphérie interne du stator 16. L'axe X suivant lequel s'étend l'arbre 13 forme l'axe de rotation du rotor 12.
Le carter 11 comporte des paliers avant 17 et arrière 18 portant le stator 16. Les paliers 17, 18 sont de forme creuse et portent chacun centralement un roulement à billes pour le montage à rotation de l'arbre 13.
Plus précisément, le rotor 12 comporte deux roues polaires 24, 25 îo présentant chacune un flasque 28 d'orientation transversale pourvu à sa périphérie externe de griffes 29 par exemple de forme trapézoïdale et d'orientation axiale. Les griffes 29 d'une roue 24, 25 sont dirigées axialement vers le flasque 28 de l'autre roue. La griffes 29 d'une roue polaire 24, 25 pénètrent dans l'espace existant entre deux griffes 29 voisines de l'autre roue polaire, de sorte que les griffes 29 des roues polaires 24, 25 sont imbriquées les unes par rapport aux autres.
Un noyau cylindrique 30 est intercalé axialement entre les flasques 28 des roues 24, 25. En l'occurrence, le noyau 30 consiste en deux deminoyaux appartenant chacun à l'un des flasques 28. Ce noyau 30 porte à sa périphérie externe un bobinage d'excitation 31 bobiné dans un isolant 32 intercalé radialement entre le noyau 30 et la bobine 31.
L'arbre 13 pourra être emmanché à force dans l'alésage central des roues polaires 24, 25. Du côté de son extrémité avant, l'arbre 13 pourra comporter une partie filetée pour la fixation d'une poulie 35. La poulie 35 appartient à un dispositif de transmission de mouvements à au moins une courroie entre l'alternateur 10 et le moteur thermique du véhicule automobile.
Le palier arrière 18 porte un porte-balais 38 muni de balais 39 destinés à venir frotter contre des bagues 40 d'un collecteur 41 pour assurer l'alimentation du bobinage du rotor 12.
Par ailleurs, le stator 16 comporte un corps 43 en forme d'un paquet de tôles doté d'encoches équipées d'isolant d'encoches pour le montage des phases du stator 16. Chaque phase comporte au moins un enroulement 48 traversant les encoches du corps de stator 43 et forme, avec toutes les phases, un chignon avant 46 et un chignon arrière 47 de part et d'autre du corps de stator 43.
Les enroulements de phase 48 sont obtenus par exemple à partir d'un fil continu recouvert d'émail ou à partir d'éléments conducteurs en forme d'épingles reliées électriquement entre elles par exemple par soudage.
Comme on peut le voir sur la figure 2a, chaque enroulement de phase 48 comporte une extrémité formant une sortie de phase 50 reliée à un îo module électronique de puissance 51. Ce module 51 comporte notamment un pont redresseur constitué par exemple par des diodes ou des transistors du type MOSFET.
Comme cela est illustré par la figure 4, les sorties de phase 50 sont repliées chacune contre un support 54 électriquement isolant, en appui, de préférence fixé sur le palier arrière 18. Chaque support isolant 54 comporte des moyens de retenue latéraux 55 de la sortie de phase 50. Ces moyens de retenue 55 sont par exemple constitués par des parois latérales d'un logement 56 ménagé dans le support 54 et destiné à recevoir une sortie de phase 50 correspondante. Avantageusement, les supports isolants 54 sont reliés mécaniquement entre eux via une bande de liaison 57 afin de faciliter leur installation sur le palier arrière 18.
Par ailleurs, comme cela est bien visible sur la figure 3a, 3b, 5a, et 5b, des supports de connexion 61 comportent chacun une piste de connexion 62 destinée à venir en contact avec une sortie de phase 50 correspondante ainsi qu'une patte 63 située dans le prolongement de la piste 62.
Chaque patte 63 présente une interface de fixation 64 du côté de son extrémité libre, c’est-à-dire du côté opposé à sa zone de liaison avec la piste de connexion 62. L'interface de fixation 64 permet à la patte 63 de se fixer sur le module électronique de puissance 51. L'interface de fixation 64 pourra par exemple prendre la forme d'une ouverture autorisant le passage d'un organe de fixation 67 de type vis pour établir un contact entre une portion de la patte 63 et une portion conductrice correspondante du module 51, tel que cela est montré sur les figures 2a et 3a.
De préférence, la piste de connexion 62 et la patte 63 sont réalisées d'un seul tenant dans un matériau électriquement conducteur. La piste 62 et la patte 63 présentent une forme en L. Cela permet d'assurer une connexion déportée de la piste de connexion 62 suivant une face d'orientation radiale du module 51 par rapport à la zone de fixation du support de connexion 61 située sur une face latérale d'orientation axiale du module 51.
En outre, afin d'assurer une isolation électrique, chaque support de connexion 61 comporte une portion en matière plastique 68 surmoulée autour de la patte 63 de fixation et de la piste de connexion 62. La portion plastique 68 pourra former des rebords 69, visibles sur les figures 2b et 5b, destinés à s'étendre de part et d'autre de la sortie de phase 50 afin d'assurer son maintien latéral une fois le montage réalisé.
Comme on peut le voir sur les figures 5a et 5b, les supports de connexion 61 pourront être reliés mécaniquement entre eux par un élément élastique 71. L'élément élastique 71 pourra être obtenu par exemple par une bande en matériau plastique dont l'effet élastique est obtenu par la réalisation d'ondulations présentant une alternance de creux 72 et de sommets 73.
Les supports de connexion 61 pourront être reliés entre eux par thermoformage de l'élément élastique 71 sur la portion plastique 68 surmoulée de chaque support 54 de connexion. A cet effet, un plot 76 issu d'une face de chaque portion plastique 68 opposée à la piste de connexion 62 coopère avec une ouverture 77 correspondante réalisé dans un creux 72 de l'élément élastique 71.
Alternativement, les supports de connexion 61 sont reliés entre eux par encliquetage de l'élément élastique 71 sur la portion plastique 68 surmoulée de chaque support 54 de connexion.
Comme cela ressort clairement des figures 2a et 2b, chaque sortie de phase 50 est montée coincée entre le support isolant 54 en appui contre le palier arrière 18 et une piste de connexion 62 correspondante reliée électriquement au module électronique de puissance 51. Le coincement de chaque sortie de phase 50 est obtenu par serrage axial du module électronique de puissance 51 sur le palier arrière 18 via au moins un organe de fixation 78, tel qu'une vis ou un tirant visible en figure 3a.
Le serrage axial a pour effet de comprimer l'élément élastique 71 entre la piste de connexion 62 et la face d'extrémité 79 du module électronique de puissance 51. L'élément élastique 71 exerce alors par réaction un effort axial sur le support de connexion 61 pour maintenir le contact entre la piste de connexion 62 et la sortie de phase 50. L'élément îo élastique 71 prend en l'occurrence appui contre une face radiale 79 d'un dissipateur thermique 80 portant des éléments redresseurs positifs.
L'utilisation de l'élément élastique 71 permet ainsi d'absorber les jeux de montage du système et de maintenir en tension l'organe de fixation 78 pour conserver l'effort de pression entre la piste de connexion 62 et la sortie de phase 50 correspondante.
Dans une variante de réalisation, la piste de connexion 62 n'est pas réalisée dans un support de connexion 61 mais appartient au module électronique de puissance 51 en prenant la forme d'une piste intégrée de circuit électronique.
L'invention a été décrite en référence avec un alternateur 10 ou un alterno-démarreur mais elle pourra plus également être mise en œuvre avec un moteur électrique ou toute autre machine électrique comportant un bobinage muni de sorties de phase 50 destinées à être connectées sur un module électronique de puissance 51.
Bien entendu, la description qui précède a été donnée à titre d'exemple uniquement et ne limite pas le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les différents éléments par tous autres équivalents.

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS
    1. Machine électrique tournante (10) comportant:
    - un palier (18),
    - un stator (16) porté par ledit palier (18), ledit stator (16) étant muni d'un corps de stator (43) et d'un bobinage ayant une pluralité d'enroulements de phase (48), chaque enroulement de phase (48) ayant une extrémité formant une sortie de phase (50), et
    - un module électronique de puissance (51), caractérisée en ce que chaque sortie de phase (50) est montée coincée entre un support isolant (54) en appui contre ledit palier (18) et une piste de connexion (62) correspondante reliée électriquement audit module électronique de puissance (51), ledit coincement de chaque sortie de phase (50) étant obtenu par serrage axial dudit module électronique de puissance (51) sur ledit palier (18) via au moins un organe de fixation (78).
  2. 2. Machine électrique tournante selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un élément élastique (71) est monté comprimé entre ladite piste de connexion (62) et une face d'extrémité (79) dudit module électronique de puissance (51).
  3. 3. Machine électrique tournante selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ladite piste de connexion (62) appartient à un support de connexion (61).
  4. 4. Machine électrique tournante selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite piste de connexion (62) se prolonge par une patte (63) ayant une interface de fixation (64) du côté de son extrémité libre pour se fixer sur ledit module électronique de puissance (51).
  5. 5. Machine électrique tournante selon la revendication 4, caractérisée en ce que ladite piste de connexion (62) et ladite patte (63) présentent une forme en L.
  6. 6. Machine électrique tournante selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que ladite patte (63) et ladite piste de connexion (62) sont surmoulées par une portion en matière plastique (68).
  7. 7. Machine électrique tournante selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que ladite sortie de phase (50) est repliée contre ledit support isolant (54).
  8. 8. Machine électrique tournante selon l'une quelconque des 5 revendications 1 à 7, caractérisée en ce que ledit support isolant (54) comporte des moyens de retenue latéraux (55) de ladite sortie de phase (50).
  9. 9. Machine électrique tournante selon les revendications 2 et 3, caractérisée en ce qu'elle comporte une pluralité de supports de connexion îo (61 ) reliés entre eux par ledit élément élastique (71 ).
  10. 10. Machine électrique tournante selon les revendications 6 et 9, caractérisée en ce que lesdits supports de connexion (61) sont reliés entre eux par thermoformage de l'élément élastique (71) sur ladite portion plastique (68) surmoulée de chaque support de connexion (61).
  11. 15 11. Machine électrique tournante selon les revendications 6 et 9, caractérisée en ce que lesdits supports de connexion (61) sont reliés entre eux par encliquetage dudit élément élastique (71) sur ladite portion plastique (68) surmoulée de chaque support de connexion (61).
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