FR3102317A1 - Système électronique d’alimentation d’une machine électrique et ensemble électrique comprenant un tel système électronique - Google Patents

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Abstract

L’invention porte sur un système électronique (104), pour alimenter une machine électrique tournante (130) ayant un axe de rotation (A), comprenant : - un module électronique de puissance (110) permettant la conversion d’un courant continu à un courant alternatif, le module électronique de puissance (110) comprenant :    - une première barre omnibus et une deuxième barre omnibus permettant une alimentation de du module électronique de puissance (110) avec le courant continu,    - une troisième barre omnibus apte à alimenter un bobinage de phase d’une machine électrique tournante (130),    - une broche de commande recevant un signal de commande permettant de piloter le module électronique de puissance (110),    - une première face de dissipation thermique (225), - un module électronique de commande (209) configuré pour générer le signal de commande et comprenant une deuxième face de dissipation thermique (227), - un premier dissipateur thermique (207), une troisième face (226) du premier dissipateur thermique (207) étant en contact thermique avec la première face de dissipation thermique (225) du module électronique de puissance (110), une cinquième face (229) du premier dissipateur thermique (207) étant opposée à la troisième face (226) du premier dissipateur thermique (207), la première face de dissipation thermique (225), la troisième face (226) du premier dissipateur thermique (207) ayant une génératrice sensiblement parallèle à l’axe de rotation (A). Figure pour l’abrégé : Figure 2

Description

Système électronique d’alimentation d’une machine électrique et ensemble électrique comprenant un tel système électronique
L’invention porte sur système électronique d’alimentation d’une machine électrique avec refroidissement amélioré ainsi que sur un ensemble électrique comprenant un tel système électronique et une machine électrique.
Il est connu de la demande de brevet WO2019002713A1 un système électronique, pour alimenter une machine électrique tournante ayant un axe de rotation, comprenant :
- un module électronique de puissance permettant la conversion d’un courant continu à un courant alternatif, le module électronique de puissance comprenant :
   - une première barre omnibus et une deuxième barre omnibus permettant une alimentation de module électronique de puissance avec le courant continu,
   - une troisième barre omnibus apte à alimenter un bobinage de phase d’une machine électrique tournante,
   - une broche de commande recevant un signal de commande permettant de piloter le module électronique de puissance,
   - une première face de dissipation thermique,
- un module électronique de commande configuré pour générer le signal de commande et comprenant une deuxième face de dissipation thermique,
- un premier dissipateur thermique, une troisième face du premier dissipateur thermique étant en contact thermique avec la première face de dissipation thermique du module électronique de puissance,
- un deuxième dissipateur thermique, une quatrième face du deuxième dissipateur thermique étant en contact thermique avec la deuxième face de dissipation thermique du module électronique de commande,
la première face de dissipation thermique, la deuxième face de dissipation thermique, la troisième face du premier dissipateur thermique et la quatrième face du deuxième dissipateur thermique ont une orientation perpendiculaire à l’axe de rotation.
Dans le système électronique de WO2019002713A1, les flux d’air de refroidissement du module électronique de puissance et du module électronique de commande sont des flux radiaux c’est-à-dire des flux perpendiculaires à l’axe de rotation d’une machine électrique. Cependant ces flux radiaux prennent une direction axiale pour entrer dans la machine électrique et être entrainés par un ventilateur de la machine électrique. Ce changement de direction radial vers axial est la cause de perte de charge réduisant le flux d’air de refroidissement et donc le refroidissement du système électronique.
La présente invention vise à supprimer tout ou partie de ces inconvénients.
L’invention porte sur un système électronique, pour alimenter une machine électrique tournante ayant un axe de rotation, comprenant :
- un module électronique de puissance permettant la conversion d’un courant continu à un courant alternatif, le module électronique de puissance comprenant :
   - une première barre omnibus et une deuxième barre omnibus permettant une alimentation du module électronique de puissance avec le courant continu,
   - une troisième barre omnibus apte à alimenter un bobinage de phase d’une machine électrique tournante,
   - une broche de commande recevant un signal de commande permettant de piloter le module électronique de puissance,
   - une première face de dissipation thermique,
- un module électronique de commande configuré pour générer le signal de commande,
- un premier dissipateur thermique, une troisième face du premier dissipateur thermique étant en contact thermique avec la première face de dissipation thermique du module électronique de puissance, une cinquième face du premier dissipateur thermique étant opposée à la troisième face du premier dissipateur thermique,
la première face de dissipation thermique et la troisième face du premier dissipateur thermique ayant une première génératrice formant un premier angle strictement supérieur à 0 degré et strictement inférieur à 90 degrés avec l’axe de rotation notamment formant un premier angle strictement supérieur à 0 degré et inférieur ou égal à 45 degrés avec l’axe de rotation.
L’utilisation d’un module électronique de puissance dont la face de dissipation thermique avec son dissipateur thermique a une génératrice formant un angle inférieur à 90 degrés avec l’axe de rotation de la machine électrique permet de faciliter le refroidissement du module électronique de puissance. En effet un tel angle et en particulier un angle inférieur à 45 degrés permet de faciliter la circulation d’un flux d’air généré par un ventilateur de la machine électrique. Une telle orientation du module électronique de puissance permet de réduire les pertes de charge dues aux changement de direction du flux d’air de refroidissement. Ainsi pour une même puissance absorbée par le ventilateur de la machine électrique, le flux d’air de refroidissement sera plus important grâce à cette orientation du module électronique de puissance. Un gain en encombrement axial peut-être également réalisé.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, le module électronique de commande comprend une deuxième face de dissipation thermique,
le système électronique comprenant un deuxième dissipateur thermique, une quatrième face du deuxième dissipateur thermique étant en contact thermique avec la deuxième face de dissipation thermique du module électronique de commande, une sixième face du deuxième dissipateur thermique étant opposée à la quatrième face du deuxième dissipateur thermique,
la deuxième face de dissipation thermique et la quatrième face du deuxième dissipateur thermique ayant une deuxième génératrice formant un deuxième angle strictement supérieur à 0 degré et strictement inférieur à 90 degrés avec l’axe de rotation notamment formant un deuxième angle strictement supérieur à 0 degré et inférieur ou égal à 45 degrés avec l’axe de rotation.
Comme pour le module électronique de puissance, une telle orientation du module électronique de commande permet d’améliorer le refroidissement du module électronique de commande en facilitant la circulation d’un flux d’air généré par un ventilateur de la machine électrique.
L’invention porte également sur un système électronique, pour alimenter une machine électrique tournante ayant un axe de rotation, comprenant :
- un module électronique de puissance permettant la conversion d’un courant continu à un courant alternatif, le module électronique de puissance comprenant :
   - une première barre omnibus et une deuxième barre omnibus permettant une alimentation du module électronique de puissance avec le courant continu,
   - une troisième barre omnibus apte à alimenter un bobinage de phase d’une machine électrique tournante,
   - une broche de commande recevant un signal de commande permettant de piloter le module électronique de puissance,
   - une première face de dissipation thermique,
- un module électronique de commande configuré pour générer le signal de commande et comprenant une deuxième face de dissipation thermique,
- un premier dissipateur thermique, une troisième face du premier dissipateur thermique étant en contact thermique avec la première face de dissipation thermique du module électronique de puissance, une cinquième face du premier dissipateur thermique étant opposée à la troisième face du premier dissipateur thermique,
- un deuxième dissipateur thermique, une quatrième face du deuxième dissipateur thermique étant en contact thermique avec la deuxième face de dissipation thermique du module électronique de commande, une sixième face du deuxième dissipateur thermique étant opposée à la quatrième face du deuxième dissipateur thermique,
la première face de dissipation thermique, la deuxième face de dissipation thermique, la troisième face du premier dissipateur thermique et la quatrième face du deuxième dissipateur thermique ayant une génératrice sensiblement parallèle à l’axe de rotation.
L’utilisation d’un module électronique de puissance et son dissipateur thermique ainsi qu’un module électronique de commande et son dissipateur thermique orientés parallèlement à l’axe de rotation permet d’améliorer le refroidissement du module électronique de puissance et du module électronique de commande. En effet le flux d’air de refroidissement généré par le ventilateur de la machine électrique tournante est aspiré dans la machine électrique tournante avec une direction axiale. Une telle orientation parallèle à l’axe de rotation permet de limiter les pertes de charge et donc augmenter le débit d’air de refroidissement sur le module électronique de puissance et/ou son refroidisseur et sur le module électronique de commande et son refroidisseur.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, la cinquième face du premier dissipateur thermique comprend des premières ailettes de refroidissement et/ou la sixième face du deuxième dissipateur thermique comprend des deuxièmes ailettes de refroidissement.
L’utilisation d’ailettes de refroidissement permet d’augmenter la surface d’échange thermique avec le flux d’air de refroidissement et donc d’améliorer le refroidissement.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, le système électronique comprend une pluralité de modules électroniques de puissance et de premiers dissipateurs thermiques.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, le module électronique de commande comprend plusieurs sous modules électroniques comprenant chacun une deuxième face de dissipation thermique, le système électronique comprenant un deuxième dissipateur thermique pour chacun des sous modules électroniques, chacune des deuxièmes faces de dissipation thermique étant respectivement en contact thermique avec une quatrième face d’un deuxième dissipateur thermique.
L’utilisation d’un module électronique de commande comprenant plusieurs sous modules électroniques, permet de réduire l’encombrement axial du système électronique.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, au moins deux dissipateurs thermiques parmi les premiers dissipateurs thermiques et les deuxièmes dissipateurs thermiques sont reliés par une partie de jonction entre les au moins deux dissipateurs thermiques, la partie de jonction étant en continuité de matière avec les au moins deux dissipateurs thermiques.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, le système électronique comprend une capacité de filtrage, la capacité de filtrage comprenant une septième face de dissipation thermique, la septième face de dissipation thermique étant en contact thermique avec une huitième face de la partie de jonction, la partie de jonction formant un troisième dissipateur thermique.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, le troisième dissipateur thermique relie soit un premier dissipateur thermique et un deuxième dissipateur thermique, soit deux deuxièmes dissipateurs thermiques.
Cette position du troisième dissipateur thermique permet de limiter l’échauffement du troisième dissipateur thermique et donc de limiter l’échauffement de la capacité de filtrage.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, la première face de dissipation thermique et la troisième face du premier dissipateur thermique sont globalement planes.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, la deuxième face de dissipation thermique et la quatrième face du deuxième dissipateur thermique sont globalement planes.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, un passage pour un fluide de refroidissement est formé entre au moins un premier dissipateur thermique et/ou au moins un deuxième dissipateur thermique et au moins un autre premier dissipateur thermique et/ou au moins un autre deuxième dissipateur thermique.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, les ailettes de refroidissement sont situées dans le passage.
L’invention porte aussi sur un ensemble électrique comprenant :
- une machine électrique tournante,
- un système électronique tel que décrit précédemment.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, la machine électrique tournante comprend un palier, le premier dissipateur thermique et/ou le deuxième dissipateur thermique étant formés par continuité de matière dans le palier.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, la machine électrique tournante comprend un ventilateur, le fluide de refroidissement étant de l’air entrainé par le ventilateur.
L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d’exemples non limitatifs de mise en œuvre de celle-ci et à l’examen du dessin annexé sur lequel :
-  la figure 1 représente un schéma électrique d’un ensemble électrique comportant un système électronique selon l’invention,
-  la figure 2 représente une vue schématique partielle en section d’un ensemble électrique comportant un système électronique selon un premier mode de réalisation de l’invention,
-  la figure 3 représente une vue schématique partielle en section d’un ensemble électrique comportant un système électronique selon un deuxième mode de réalisation de l’invention,
-  la figure 4 représente une vue partielle du système électronique selon une première variante du premier mode de réalisation de l’invention,
-  la figure 5 représente une vue partielle du système électronique selon une deuxième variante du premier mode de réalisation de l’invention,
-  la figure 6 représente une autre vue partielle du système électronique de la figure 5.
Sur toutes les figures, les éléments identiques ou assurant la même fonction portent les mêmes numéros de référence. Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation ou que les caractéristiques s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.
La figure 1 représente un ensemble électrique 100 dans lequel peut être mis en œuvre l’invention.
L’ensemble électrique 100 est par exemple destiné à être implanté dans un véhicule automobile.
L’ensemble électrique 100 comporte tout d’abord une source d’alimentation électrique 102 conçue pour fournir une tension continue U, par exemple comprise entre 20 V et 100 V, par exemple 48 V. La source d’alimentation électrique 102 comporte par exemple une batterie.
L’ensemble électrique 100 comporte en outre une machine électrique tournante 130 comportant plusieurs enroulements de phase (non représentés) destinés à présenter des tensions de phase respectives.
L’ensemble électrique 100 comporte en outre un système électronique 104.
Dans les différents modes de réalisation représentés sur les figures le système électronique 104 est un convertisseur de tension 104. Cependant dans d’autres modes de réalisation non représentés l’ensemble peut assurer une fonction différente.
Le convertisseur de tension 104 est connecté entre la source d’alimentation électrique 102 et la machine électrique 130 pour effectuer une conversion entre la tension continue U et les tensions de phase.
Le convertisseur de tension 104 comporte tout d’abord une ligne électrique positive 106 et une ligne électrique négative 108 destinées à être connectées à la source d’alimentation électrique 102 pour recevoir la tension continue U, la ligne électrique positive 106 recevant un potentiel électrique haut et la ligne électrique négative 108 recevant un potentiel électrique bas. La ligne électrique négative reçoit par exemple un potentiel nul et est connecté à une masse du véhicule automobile.
Le convertisseur de tension 104 comporte en outre au moins un module électronique de puissance 110 comportant une ou plusieurs lignes électriques de phase 122 destinées à être respectivement connectées à une ou plusieurs phases de la machine électrique 130, pour fournir leurs tensions de phase respectives.
Dans l’exemple décrit, le convertisseur de tension 104 comporte trois modules électroniques de puissance 110 comportant chacun deux lignes électriques de phase 122 connectées à deux phases de la machine électrique 130.
Plus précisément, dans l’exemple décrit, la machine électrique 130 comporte deux systèmes triphasés comportant chacun trois phases, et destinés à être électriquement déphasés de 120° l’un par rapport à l’autre. De préférence, les premières lignes électriques de phase 122 des modules électroniques de puissance 110 sont respectivement connectées aux trois phases du premier système triphasé, tandis que les deuxièmes lignes électriques de phase 122 des modules électroniques de puissance 110 sont respectivement connectées aux trois phases du deuxième système triphasé.
Chaque module électronique de puissance 110 comporte, pour chaque ligne électrique de phase 122, un premier interrupteur commandable 112 connecté entre la ligne électrique positive 106 et la ligne électrique de phase 122 et un deuxième interrupteur commandable 114 connecté entre la ligne électrique de phase 122 et la ligne électrique négative 108. Ainsi, les interrupteurs commandables 112, 114 sont agencés de manière à former un bras de hachage, dans lequel la ligne électrique de phase 122 forme un point milieu.
Chaque interrupteur commandable 112, 114 comporte des première et deuxième bornes principales 116, 118 et une borne de commande 120 destinée à sélectivement ouvrir et fermer l’interrupteur commandable 112, 114 entre ses deux bornes principales 116, 118 en fonction d’un signal de commande qui lui est appliqué. Les interrupteurs commandables 112, 114 sont de préférence des transistors, par exemple des transistors à effet de champ à structure métal-oxyde-semiconducteur (de l’anglais « Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor » ou MOSFET) présentant une grille formant la borne de commande 120, et un drain et une source formant respectivement les bornes principales 116, 118.
Dans l’exemple décrit, les interrupteurs commandables 112, 114 ont chacun la forme d’une plaque, par exemple sensiblement rectangulaire, présentant une face supérieure et une face inférieure. La première borne principale 116 s’étend sur la face inférieure, tandis que la deuxième borne principale 118 s’étend sur la face supérieure. En outre, la face inférieure forme une face de dissipation de chaleur.
Le convertisseur de tension 104 comporte en outre, pour chaque module électronique de puissance 110, une capacité de filtrage 124 présentant une première borne 126 et une deuxième borne 128 respectivement connectées à la ligne électrique positive 106 et à la ligne électrique négative 108.
Il sera apprécié que la ligne électrique positive 106, la ligne électrique négative 108 et les lignes électriques de phase 122 sont des éléments rigides conçus pour supporter des courants électriques d’au moins 1 A. Elles présentent de préférence une épaisseur d’au moins 1 mm.
En outre, dans l’exemple décrit, la machine électrique 130 a à la fois une fonction d’alternateur et de moteur électrique. Plus précisément, le véhicule automobile comporte en outre un moteur thermique (non représenté) présentant un axe de sortie auquel la machine électrique 130 est reliée par exemple par une courroie ou par une chaîne ou par un train d’engrenages (non représentés). Le moteur thermique est destiné à entrainer des roues du véhicule automobile par l’intermédiaire de son axe de sortie. Ainsi, en fonctionnement comme alternateur, la machine électrique fournit de l’énergie électrique en direction de la source d’alimentation électrique 102 à partir de la rotation de l’axe de sortie. Le convertisseur de tension 104 fonctionne alors comme redresseur. En fonctionnement comme moteur électrique, la machine électrique entraine l’arbre de sortie (en complément ou bien à la place du moteur thermique). Le convertisseur de tension 104 fonctionne alors comme onduleur.
La machine électrique 130 est par exemple localisée dans une boîte de vitesses ou bien dans un embrayage du véhicule automobile ou bien en lieu et place de l’alternateur.
La figure 2 représente l’ensemble électrique 100 comprenant la machine électrique 130 et le système électronique 104 selon un premier mode de réalisation.
La machine électrique 130 comprend, de manière connue, un rotor 204 monté sur un arbre 205 et un stator 202. L’arbre 205 est mobile en rotation autour d’un axe de rotation A et est guidé en rotation sur un palier avant 201 et un palier arrière 203. Le palier avant 201 et le palier arrière 203 sont fixés au stator 202. Dans les modes de réalisations représentés sur la figure 2 et la figure 3, le stator 202 est enserré entre le palier avant et le palier arrière 203.
Au sens de l’invention les termes radial et radialement s’entendent par rapport à l’axe de rotation A.
Dans un premier exemple non représenté le palier avant et le palier arrière peuvent être directement fixés l’un à l’autre et le stator, monté radialement, par rapport à l’axe de rotation A, à l’intérieur d’une partie cylindrique du palier avant et/ou du palier arrière.
Dans un deuxième exemple non représenté la machine électrique peut comprendre un boitier cylindrique enserré entre le palier avant et le palier arrière. Le stator est par exemple monté fixe dans le boitier cylindrique.
Le stator comprend les enroulements de phase de la machine électrique 130.
Un ventilateur 206 est lié en rotation directement ou indirectement à l’arbre 205.
Dans les exemples représentés sur la figure 2 et la figure 3, le palier arrière 203 comprend une partie globalement cylindrique radialement extérieure et une partie annulaire d’orientation radiale. Une ouverture radiale 223 est formée dans la partie globalement cylindrique et une ouverture axiale 224 est formée dans la partie annulaire d’orientation radiale.
Dans le deuxième exemple non représenté, l’ouverture radiale 223 peut être réalisée dans le boitier cylindrique.
Le ventilateur 206 permet l’entrainement d’un fluide de refroidissement, par exemple de l’air, entre l’ouverture axiale 224 et l’ouverture radiale 223.
Le système électronique 104 est lié au palier arrière 203.
Le système électronique 104 comprend le module électronique de puissance 110 permettant la conversion d’un courant continu à un courant alternatif. Le module électronique de puissance comprend :
- une première barre omnibus et une deuxième barre omnibus permettant une alimentation du module électronique de puissance avec le courant continu, la première barre omnibus étant connectée à la ligne électrique positive 106, et la deuxième barre omnibus étant connectée à la ligne électrique négative 108,
- une troisième barre omnibus apte à alimenter un bobinage de phase de la machine électrique tournante 130, le troisième barre omnibus est connectée à la ligne électrique de phase 122,
- une broche de commande recevant un signal de commande permettant de piloter le module électronique de puissance, la broche de commande étant connectée à la borne de commande 120,
- une première face de dissipation thermique 225.
Le système électronique 104 comprend en outre un module électronique de commande 209 configuré pour générer le signal de commande. Le module électronique de commande 209 comprend une deuxième face de dissipation thermique 227.
Le système électronique 104 comprend en outre un premier dissipateur thermique 207. Le premier dissipateur thermique 207 comprend une troisième face 226 en contact thermique avec la première face 225 de dissipation thermique du module électronique de puissance 110. Le contact thermique est par exemple réalisé grâce à une pâte ou une colle thermique. Le premier dissipateur thermiques 207 comprend une cinquième face 229 opposée à la troisième face 226 du premier dissipateur thermique.
Le système électronique 104 comprend également un deuxième dissipateur thermique 208. Le deuxième dissipateur thermique 208 comprend une quatrième face 230 en contact thermique avec la deuxième face de dissipation thermique 227 du module électronique de commande 209. Le contact thermique est par exemple réalisé grâce à une pâte ou une colle thermique. Le deuxième dissipateur thermique 208 comprend une sixième face 231 opposée à la quatrième face 230 du deuxième dissipateur thermique 208.
La première face de dissipation thermique 225, la deuxième face de dissipation thermique 227, la troisième face 226 du premier dissipateur thermique et la quatrième face 230 du deuxième dissipateur thermique ont une génératrice sensiblement parallèle à l’axe de rotation A de la machine électrique 130.
Dans les modes de réalisation représentés sur la figure 2, la figure 4, la figure 5 et la figure 6, la première face de dissipation thermique 225, la deuxième face de dissipation thermique 227, la troisième face 226 du premier dissipateur thermique et la quatrième face 230 du deuxième dissipateur thermique sont planes et sont parallèles à l’axe de rotation A de la machine électrique 130.
Dans d’autres modes de réalisation non représentés, la première face de dissipation thermique 225, la deuxième face de dissipation thermique 227, la troisième face 226 du premier dissipateur thermique et la quatrième face 230 du deuxième dissipateur thermique ne sont pas planes et sont par exemple des portions de cylindre, par exemple des portions de cylindre de base circulaire.
La cinquième face 229 du premier dissipateur thermique 207 peut comprendre des premières ailettes de refroidissement 210.
La sixième face 231 du deuxième dissipateur thermique peut comprendre des deuxièmes ailettes de refroidissement 211.
La figure 3 représente l’ensemble électrique 100 comprenant la machine électrique 130 et le système électronique 104 selon un deuxième mode de réalisation.
Le deuxième mode de réalisation est similaire au premier mode de réalisation. Cependant dans le deuxième mode de réalisation, la première face de dissipation thermique 225 et la troisième face 226 du premier dissipateur thermique 207 ont une première génératrice 232 qui forme un premier angle 213 strictement supérieur à 0 degré et strictement inférieur à 90 degrés avec l’axe de rotation A. De préférence, la première face de dissipation thermique 225 et la troisième face 226 du premier dissipateur thermique 207 forment un premier angle 213 strictement supérieur à 0 degré et strictement inférieur à 45 degrés avec l’axe de rotation A.
Le module électronique de commande 209 du système électronique 104 selon le deuxième mode de réalisation peut également comprendre une deuxième face de dissipation thermique 227. Le système électronique 104 comprend un deuxième dissipateur thermique 208. Une quatrième face 230 du deuxième dissipateur thermique 208 est en contact thermique avec la deuxième face de dissipation thermique 227 du module électronique de commande. Le contact thermique est par exemple réalisé grâce à une pâte ou une colle thermique. Une sixième face 231 du deuxième dissipateur thermique 208 est opposée à la quatrième face 230 du deuxième dissipateur thermique 208.
La deuxième face de dissipation thermique 227 et la quatrième face 230 du deuxième dissipateur thermique 208 ont ayant une deuxième génératrice 233 formant un deuxième angle 212 strictement supérieur à 0 degré et strictement inférieur à 90 degrés avec l’axe de rotation A. De préférence le deuxième angle 212 est strictement supérieur à 0 degré et inférieur ou égal à 45 degrés avec l’axe de rotation A.
Comme dans le premier mode de réalisation, la cinquième face 229 du premier dissipateur thermique 207 peut comprendre des premières ailettes de refroidissement 210.
De même, la sixième face 231 du deuxième dissipateur thermique peut comprendre des deuxièmes ailettes de refroidissement 211. Dans une variante non représentée du deuxième mode de réalisation, le système électronique 104 ne comprend pas de deuxième dissipateur thermique.
Un passage 228 pour un fluide de refroidissement est formé entre au moins un premier dissipateur thermique 207 et/ou au moins un deuxième dissipateur thermique 208 et au moins un autre premier dissipateur thermique 207 et/ou au moins un autre deuxième dissipateur thermique 208.
Le passage 228 est par exemple situé radialement au niveau de l’ouverture axiale 224. Le ventilateur 206 peut alors générer un flux 214 d’un fluide de refroidissement, par exemple de l’air ambiant, dans le passage 228 puis dans l’ouverture axiale 224 puis dans le ventilateur 206 puis dans l’ouverture radiale 223 pour être évacué.
Dans les modes de réalisations représentés sur la figure 2, la figure 3 et la figure 4, les ailettes du premier dissipateur thermique et du deuxième dissipateur thermique sont disposées dans le passage 228 de manière à favoriser un échange thermique entre les dissipateurs thermiques et le flux 214.
La figure 4, la figure 5 et la figure 6 représentent des vues schématiques partielles d’un module de filtrage du système électronique 104 selon des variantes du premier mode de réalisation de l’invention. Pour faciliter la lecture de ces figures, seuls les dissipateurs thermiques ont été représentés.
Le système électronique 104 peut comprendre une pluralité de modules électroniques de puissance 110 et une pluralité de premiers dissipateurs thermiques 207. Par exemple chaque module électronique de puissance 110 est en contact thermique avec un premier dissipateur thermique 207 qui lui est propre.
Le module électronique de commande 209 peut comprendre plusieurs sous modules électroniques comprenant chacun une deuxième face de dissipation thermique 227. Le système électronique 104 peut comprendre alors un deuxième dissipateur thermique 208 pour chacun des sous modules électroniques. Chacune des deuxièmes faces de dissipation thermique 227 est respectivement en contact thermique avec une quatrième face 230 d’un deuxième dissipateur thermique 208.
Chaque sous-module comprend par exemple un substrat, des conducteurs électriques ainsi que des composants électroniques. Chaque sous module comprend par exemple une carte électronique unique comprenant des traces conductrices dans/sur le substrat.
Les sous modules sont par exemple reliés entre eux par des conducteurs électriques tels des fils électriques souples, une nappe électrique ou un interconnecteur, par exemple un interconnecteur comprenant des conducteurs électriques surmoulé dans une matière plastique.
La variante représentée sur la figure 4 comprend par exemple trois premiers dissipateurs thermiques 207 et huit deuxièmes dissipateurs thermiques 208. Les trois premiers dissipateurs thermiques 207 et trois deuxièmes dissipateurs thermiques 208 sont disposés radialement à l’extérieur de manière à former un premier polygone, ici un hexagone. Les cinq autres deuxièmes dissipateurs thermique 208 sont disposés radialement à l’intérieur des premiers et deuxièmes dissipateurs précédents. Ces cinq deuxièmes dissipateurs 208 sont également disposés de manière à former un deuxième polygone, ici également un hexagone.
Dans un autre mode de réalisation non représenté, le premier polygone et le deuxième polygone ont un nombre de côtés différent.
Un ou plusieurs des côtés du deuxième polygone peut ne pas être occupé par un dissipateur thermique de manière à libérer un espace pour d’autres composants, par exemple pour un porte balais (non représenté) de la machine électrique 130.
Dans la variante de la figure 4, les dissipateurs thermiques disposés radialement à l’extérieur ont leur troisième face ou quatrième face orientée radialement vers l’extérieur en sorte que les modules électroniques de puissance 110 et les sous-modules du module électronique de commande 209 sont disposés radialement à l’extérieur des dissipateurs thermiques avec lesquels ils sont en contact thermique.
Les dissipateurs thermiques disposés radialement à l’intérieur ont leur quatrième face orientée radialement vers l’intérieur en sorte que les sous-modules du module électronique de commande 209 sont disposés radialement à l’intérieur des dissipateurs thermiques avec lesquels ils sont en contact thermique.
Le passage 228 pour le flux 214 de fluide de refroidissement est formé entre les dissipateurs du premier polygone et les dissipateurs du deuxième polygone. Les ailettes de refroidissement des dissipateurs thermiques sont disposées dans le passage 228.
Au moins deux dissipateurs thermiques parmi les premiers dissipateurs thermiques 207 et les deuxièmes dissipateurs thermiques 208 sont reliés par une partie de jonction 220 entre les au moins deux dissipateurs thermiques. La partie de jonction est en continuité de matière avec les au moins deux dissipateurs thermiques.
Dans la variante de la figure 4 les trois premiers dissipateurs thermiques 207 sont reliés par une partie de jonction 220. Les trois deuxièmes dissipateurs thermiques 208 formant le reste du premier polygone sont également relié par une partie de jonction 220.
Dans cette variante il n’y a pas de partie de jonction entre les premiers dissipateurs thermiques 207 et les deuxièmes dissipateurs thermiques 208 du premier polygone. Cette absence de partie de jonction permet de limiter l’échauffement par conduction thermique entre les premiers dissipateurs thermiques 207 et les deuxièmes dissipateurs thermiques 208.
La capacité de filtrage 124 comprend une septième face de dissipation thermique. La septième face de dissipation thermique est en contact thermique avec une huitième face 219 d’une partie de jonction formant un troisième dissipateur thermique 221 pour la capacité de filtrage 124. Le contact thermique entre la capacité de filtrage 124 et la huitième face de dissipation thermique est par exemple réalisé par l’intermédiaire d’une pâte thermique ou d’une colle thermique.
La capacité de filtrage 124 est par exemple un condensateur chimique cylindrique dont une extrémité forme la septième face de dissipation thermique. La septième face de dissipation thermique peut également comprendre tout ou partie de la surface cylindrique externe du condensateur chimique cylindrique.
Le troisième dissipateur thermique 221 relie soit un premier dissipateur thermique 207 et un deuxième dissipateur thermique 208, soit deux deuxièmes dissipateurs thermiques 208.
Dans la variante de la figure 4 deux troisièmes dissipateurs thermiques 221 sont disposés chacun entre deux deuxièmes dissipateurs 208 des trois deuxièmes dissipateurs thermique 208 formant trois des côtés du premier polygone.
Les troisièmes dissipateurs thermiques 221 peuvent comprendre une pluralité de huitième faces 219 de manière à permettre le refroidissement d’une pluralité de capacités de filtrage 124.
Dans la variante de la figure 4 les deux troisièmes dissipateurs thermiques 221 comprennent chacun deux huitièmes faces 219.
Un quatrième dissipateur thermique 222 peut être formé à une extrémité d’un premier dissipateur thermique 207 ou d’un deuxième dissipateur thermique 208. Le quatrième dissipateur thermique 222 comprend une huitième face 219 en contact thermique avec la septième face de dissipation thermique d’une capacité de filtrage 124.
Le quatrième dissipateur thermique 222 n’assure pas de jonction directe entre deux premiers dissipateurs thermiques 207 ou entre un premier dissipateur thermique 207 et un deuxième dissipateur thermique 208 ou entre deux deuxièmes dissipateurs thermiques 208. Cette absence de jonction directe est par exemple réalisée grâce à une fente 232 entre le quatrième dissipateur thermique et un premier dissipateur thermique 207 ou un deuxième dissipateur thermique 208.
La fente 232 permet de limiter le transfert de chaleur entre ce dernier premier dissipateur thermique 207 ou deuxième dissipateur thermique 208.
La variante de la figure 4 comprend deux quatrièmes dissipateurs thermiques 222. Chacun des deux quatrièmes dissipateurs thermiques 222 est formé à l’extrémité d’un deuxième dissipateur thermique. Une fente 232 est réalisée entre chacun des deux quatrièmes dissipateurs thermiques et le premier dissipateur thermique adjacent au deuxième dissipateur thermique.
La variante de la figure 5 est similaire à la variante de la figure 4. Cependant dans la variante de la figure 5 les ailettes de refroidissement des premiers dissipateurs thermiques 207 et deuxièmes dissipateurs thermiques 208 ne sont pas situées dans le passage 228. Les modules électroniques de puissance 110 et les sous-modules du module électronique de commande 209 sont situés dans le passage 228.
Cette variante peut permettre une plus grande proximité entre les modules électroniques de puissance 110 et les sous-modules du module électronique de commande 209. Une telle proximité peut être avantageuse pour réaliser des connexions électriques entre les modules électroniques de puissance 110 et le module électronique de commande 209.
La figure 6 est une vue isométrique schématique des différents dissipateurs thermiques de la variante de la figure 5.
Le premier dissipateur thermique 207 et/ou le deuxième dissipateur thermique 208 peuvent être formés par continuité de matière dans un des paliers 201, 203 de la machine électrique 130, notamment dans le palier arrière 203. Par exemple le palier arrière 203, le premier dissipateur thermique 207 et le deuxième dissipateur thermique 208 sont réalisés d’une seule pièce par exemple dans un alliage d’aluminium.
Dans un autre mode de réalisation non représenté le premier dissipateur thermique 207 et le deuxième dissipateur thermique 208 sont réalisés d’une seule pièce en continuité de matière de manière à former un bloc de refroidissement. Le bloc de refroidissement est par exemple fixé sur le palier arrière par exemple grâce à une liaison vissée.
Dans un autre mode de réalisation le premier dissipateur thermique 207 et le deuxième dissipateur thermique 208 sont indépendamment fixés sur le palier arrière par exemple grâce à des liaisons vissées.

Claims (15)

  1. Système électronique (104), pour alimenter une machine électrique tournante (130) ayant un axe de rotation (A), comprenant :
    1. un module électronique de puissance (110) permettant la conversion d’un courant continu à un courant alternatif, le module électronique de puissance (110) comprenant :
      1. une première barre omnibus et une deuxième barre omnibus permettant une alimentation du module électronique de puissance (110) avec le courant continu,
      2. une troisième barre omnibus apte à alimenter un bobinage de phase d’une machine électrique tournante (130),
      3. une broche de commande recevant un signal de commande permettant de piloter le module électronique de puissance (110),
      4. une première face de dissipation thermique (225),
    2. un module électronique de commande (209) configuré pour générer le signal de commande,
    3. un premier dissipateur thermique (207), une troisième face (226) du premier dissipateur thermique (207) étant en contact thermique avec la première face de dissipation thermique (225) du module électronique de puissance (110), une cinquième face (229) du premier dissipateur thermique (207) étant opposée à la troisième face (226) du premier dissipateur thermique (207),
    la première face de dissipation thermique (225) et la troisième face (226) du premier dissipateur thermique (207) ayant une première génératrice formant un premier angle (213) strictement supérieur à 0 degré et strictement inférieur à 90 degrés avec l’axe de rotation (A) notamment formant un premier angle (213) strictement supérieur à 0 degré et inférieur ou égal à 45 degrés avec l’axe de rotation (A).
  2. Système électronique (104) selon la revendication précédente dans lequel le module électronique de commande (209) comprend une deuxième face de dissipation thermique (227),
    le système électronique (104) comprenant un deuxième dissipateur thermique (208), une quatrième face (230) du deuxième dissipateur thermique (208) étant en contact thermique avec la deuxième face de dissipation thermique (227) du module électronique de commande (209), une sixième face (231) du deuxième dissipateur thermique (208) étant opposée à la quatrième face (230) du deuxième dissipateur thermique (208),
    la deuxième face de dissipation thermique (227) et la quatrième face (230) du deuxième dissipateur thermique (208) ayant une deuxième génératrice formant un deuxième angle (212) strictement supérieur à 0 degré et strictement inférieur à 90 degrés avec l’axe de rotation (A) notamment formant un deuxième angle (212) strictement supérieur à 0 et inférieur ou égal à 45 degrés avec l’axe de rotation (A).
  3. Système électronique (104), pour alimenter une machine électrique tournante (130) ayant un axe de rotation (A), comprenant :
    1. un module électronique de puissance (110) permettant la conversion d’un courant continu à un courant alternatif, le module électronique de puissance (110) comprenant :
      1. une première barre omnibus et une deuxième barre omnibus permettant une alimentation du module électronique de puissance (110) avec le courant continu,
      2. une troisième barre omnibus apte à alimenter un bobinage de phase d’une machine électrique tournante (130),
      3. une broche de commande recevant un signal de commande permettant de piloter le module électronique de puissance (110),
      4. une première face de dissipation thermique (225),
    2. un module électronique de commande (209) configuré pour générer le signal de commande et comprenant une deuxième face de dissipation thermique (227),
    3. un premier dissipateur thermique (207), une troisième face (226) du premier dissipateur thermique (207) étant en contact thermique avec la première face de dissipation thermique (225) du module électronique de puissance (110), une cinquième face (229) du premier dissipateur thermique (207) étant opposée à la troisième face (226) du premier dissipateur thermique (207),
    4. un deuxième dissipateur thermique (208), une quatrième face (230) du deuxième dissipateur thermique (208) étant en contact thermique avec la deuxième face de dissipation thermique (227) du module électronique de commande, une sixième face (231) du deuxième dissipateur thermique (208) étant opposée à la quatrième face du deuxième dissipateur thermique (208),
    la première face de dissipation thermique (225), la deuxième face de dissipation thermique (227), la troisième face (226) du premier dissipateur thermique (207) et la quatrième face (230) du deuxième dissipateur thermique (208) ayant une génératrice sensiblement parallèle à l’axe de rotation (A).
  4. Système électronique (104) selon l’une des revendications 2 et 3 dans lequel la cinquième face (229) du premier dissipateur thermique (207) comprend des premières ailettes de refroidissement (210) et/ou la sixième face (231) du deuxième dissipateur thermique (208) comprend des deuxièmes ailettes de refroidissement (211).
  5. Système électronique (104) selon l’une des revendications précédentes comprenant une pluralité de modules électroniques de puissance (110) et de premiers dissipateurs thermiques (207).
  6. Système électronique (104) selon l’une des revendications 2 à 5 dans lequel le module électronique de commande (209) comprend plusieurs sous modules électroniques comprenant chacun une deuxième face de dissipation thermique (227), le système électronique (104) comprenant un deuxième dissipateur thermique (208) pour chacun des sous modules électroniques, chacune des deuxièmes faces de dissipation thermique (227) étant respectivement en contact thermique avec une quatrième face (230) d’un deuxième dissipateur thermique (208).
  7. Système électronique (104) selon l’une des revendications 2 et 3 et selon l’une des revendications 5 et 6, dans lequel au moins deux dissipateurs thermiques parmi les premiers dissipateurs thermiques (207) et les deuxièmes dissipateurs thermiques (208) sont reliés par une partie de jonction (220) entre les au moins deux dissipateurs thermiques, la partie de jonction (220) étant en continuité de matière avec les au moins deux dissipateurs thermiques.
  8. Système électronique (104) selon la revendication précédente comprenant une capacité de filtrage (124), la capacité de filtrage (124) comprenant une septième face de dissipation thermique, la septième face de dissipation thermique étant en contact thermique avec une huitième face (219) de la partie de jonction (220), la partie de jonction formant un troisième dissipateur thermique (221).
  9. Système électronique (104) selon la revendication précédente dans lequel le troisième dissipateur thermique (221) relie soit un premier dissipateur thermique (207) et un deuxième dissipateur thermique (208), soit deux deuxièmes dissipateurs thermiques (208).
  10. Système électronique (104) selon l’une des revendications précédentes dans lequel la première face de dissipation thermique (225) et la troisième face (226) du premier dissipateur thermique (207) sont globalement planes.
  11. Système électronique (104) selon l’une des revendications 2 à 12 dans lequel la deuxième face de dissipation thermique (227) et la quatrième face (230) du deuxième dissipateur thermique (208) sont globalement planes.
  12. Système électronique (104) selon l’une des revendications précédentes dans lequel un passage (228) pour un fluide de refroidissement est formé entre au moins un premier dissipateur thermique (207) et/ou au moins un deuxième dissipateur thermique (208) et au moins un autre premier dissipateur thermique (207) et/ou au moins un autre deuxième dissipateur thermique (208).
  13. Ensemble électrique (100) comprenant :
    1. une machine électrique tournante (130),
    2. un système électronique (104) selon l’une des revendications précédentes.
  14. Ensemble électrique (100) selon la revendication précédente et selon l’une des revendications 2 et 3 dans lequel la machine électrique tournante (130) comprend un palier (203), le premier dissipateur thermique (210) et/ou le deuxième dissipateur thermique (211) étant formés par continuité de matière dans le palier (203).
  15. Ensemble électrique (100) selon l’une des revendications 13 et 14 prise en combinaison avec la revendication 11 dans lequel la machine électrique tournante (130) comprend un ventilateur (206), le fluide de refroidissement étant de l’air entrainé par le ventilateur (206).
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