EP3642943A1 - Brush holder for a rotating electrical machine - Google Patents

Brush holder for a rotating electrical machine

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Publication number
EP3642943A1
EP3642943A1 EP18727033.5A EP18727033A EP3642943A1 EP 3642943 A1 EP3642943 A1 EP 3642943A1 EP 18727033 A EP18727033 A EP 18727033A EP 3642943 A1 EP3642943 A1 EP 3642943A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
brush holder
housing
trace
electronic assembly
mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18727033.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ryadh Ben Omrane
Renaud MOTTIER
Christophe Monteil
Christophe Louise
Laurent DOMENGER
Manuel FALGUIER
Fabien Guerin
Ludovic Bodin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Original Assignee
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Equipements Electriques Moteur SAS filed Critical Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Publication of EP3642943A1 publication Critical patent/EP3642943A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/04—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for rectification
    • H02K11/049—Rectifiers associated with stationary parts, e.g. stator cores
    • H02K11/05—Rectifiers associated with casings, enclosures or brackets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/14—Means for supporting or protecting brushes or brush holders
    • H02K5/141—Means for supporting or protecting brushes or brush holders for cooperation with slip-rings

Definitions

  • the invention particularly relates to a brush holder for a rotating electrical machine.
  • a reversible machine is a rotating electrical machine able to work in a reversible manner, on the one hand, as an electric generator in alternator function and, on the other hand, as an electric motor for example to start the engine of the motor vehicle .
  • a rotating electrical machine comprises a rotor rotatable about an axis and a fixed stator surrounding the rotor.
  • the rotor, the stator and the shaft are mounted in a housing which also supports an electronic assembly controlling the operation of the machine.
  • alternator mode when the rotor is rotating, it induces a magnetic field to the stator which transforms it into electric current to power the vehicle electronics and recharge the battery.
  • motor mode the stator is electrically powered and induces a magnetic field driving the rotor in rotation.
  • the integration of these two electrical networks inside the vehicle causes the rotating electrical machine must be able to handle these different voltages.
  • the two electrical networks have the same ground potential, said chassis weight, which is connected in particular to the carcass of the vehicle.
  • the excitation of the machine is made with the second electrical network which has a voltage level higher than that of the first network conventionally used in the vehicle.
  • the control of the machine via the motor control is done through the first network.
  • the electronic unit of the machine is connected to both electrical networks.
  • the first network also makes it possible to reduce the mass to the electronic assembly of the machine.
  • the path for connecting the mass to the electronic assembly is not direct and may be longer or shorter and therefore inductive depending on the arrangement of the vehicle.
  • An offset between the chassis ground and the mass brought back to the electronic assembly can be created in particular because of voltage drops in the power supply circuit of the machine. Such an offset causes electromagnetic compatibility problems with the motor environment.
  • the present invention aims to reduce the disadvantages of the prior art and in particular to avoid problems of electromagnetic compatibility.
  • the subject of the present invention is therefore a rotary electrical machine, in particular for a motor vehicle.
  • the machine comprises active parts comprising in particular a rotor and a stator; a housing surrounding the active parts.
  • the machine further comprises a brush holder comprising at least one brush for supplying electrical power to one of the active parts, at least one electrical excitation trace of said brush and a housing formed of an electrically insulating material, the casing surrounding at least a part the excitation trace and having a housing housing at least partly the broom.
  • the machine comprises an electronic assembly comprising a control module adapted to drive said machine and an excitation trace connecting the excitation trace of the brush holder to said control module.
  • the electronic assembly comprises a mass trace, said ground trace being electrically connected to the control module and to the housing via the brush holder.
  • control module has a direct connection with the ground potential. This improves the electromagnetic compatibility of the machine with the engine environment. Thus, the machine is better protected from external disturbances and it does not emit disturbance to the external environment.
  • the brush holder is mounted on the housing.
  • the casing is at an electric potential of mass.
  • the brush holder comprises a ground trace which is electrically connected, on the one hand, to the housing and, on the other hand, to the ground trace of the electronic assembly.
  • a ground trace which is electrically connected, on the one hand, to the housing and, on the other hand, to the ground trace of the electronic assembly.
  • the mass trace of the brush holder is housed at least partly in a housing formed in the housing of said brush holder.
  • the housing is opening so that the mass trace has a first connection portion with the ground trace of the electronic assembly and a second connection portion with the housing, the first connection portion and the second connecting portion being, respectively, formed by a first face and a second face of the ground trace electrically connected to each other.
  • the mass trace is overmolded at least in part in the housing of the brush holder.
  • the mass trace has a shape of rectangular section, the first face and the second face being opposite faces relative to each other.
  • the two faces are axially opposed.
  • both sides extend parallel to one another.
  • the mass trace of the electronic assembly comprises a first connection portion with the mass trace of the brush holder and a second connection portion with the control module.
  • the mass trace is reported to the control module.
  • the ground trace can be integrated in the control module.
  • the electronic assembly comprises a housing on which is disposed the control module and wherein are molded, at least in part, the mass trace and the excitation trace.
  • the electronic assembly and, in particular, the control module is arranged so as to manage two different electrical networks.
  • control module is connected to a first electrical network via an engine control module and to a second electrical network for the excitation of the machine.
  • the electric excitation trace of the brush holder has a first connection portion with the electrical excitation trace of the electronic assembly and a second connection portion with the brush.
  • the electrical excitation trace of the electronic assembly has a first connection portion with the electric excitation trace of the brush holder and a second connection portion with the control module.
  • the surface of the mass trace of the brush holder is smaller than the surface of the excitation trace of said brush holder and the surface the mass trace of the electronic assembly is smaller than the surface of the excitation trace of said electronic assembly.
  • the first connection portion of the mass trace of the electronic assembly has a surface, and in particular a radial section, smaller than that of the first connection portion of one or the other of the traces. exciting said electronic assembly.
  • the connection face of the mass trace of the brush holder has a surface, and in particular a radial section, smaller than that of the first connection portion of one or the other of the excitation traces. said brush holder.
  • the different surfaces of the mass traces may be greater than those of the excitation traces.
  • the surface of the first face of the mass trace of the brush holder is smaller than the surface of the first connection portion of the excitation trace of said brush holder.
  • the surface of the first connection portion of the ground trace of the electronic assembly is smaller than the surface of the first connection portion of the excitation trace of said electronic assembly.
  • an electrical contact between the mass trace of the brush holder and the ground trace of the electronic assembly and an electrical contact between the ground trace of said brush holder and the housing are made by means of a same fixing device.
  • the brush holder is mounted on the housing by means of the fixing device.
  • the electronic assembly is mounted on the housing by means of the fixing device.
  • the housing comprises a front bearing and a rear bearing, the brush holder and the electronic assembly being mounted on said rear bearing.
  • an electrical contact between the mass trace of the brush holder and the ground trace of the electronic assembly is achieved by screwing. This contact is, especially a direct contact.
  • an electrical contact between the mass trace of the brush holder and the housing is made by screwing. This contact is, especially a direct contact.
  • the housing of the electronic assembly, the housing of the brush holder and the housing each comprise an opening for the passage of the fixing device to mechanically connect them together.
  • Such a fixing device makes it possible to mechanically connect said parts and to electrically connect said traces together. This reduces the size of the machine,
  • the fastening device is a screw or a tie rod.
  • the respective openings of the electronic assembly, the brush holder and the housing are positioned vis-à-vis each other.
  • the electronic assembly comprises a clamping piece made of electrically insulating material and positioned so as to exert pressure on the excitation trace and the ground trace of the electronic assembly.
  • the clamping piece ensures good electrical contact between the tracks of the electronic assembly and those of the brush holder.
  • the machine comprises at least one electrical insulation device for electrically isolating the mass traces of the excitation traces.
  • the electrical insulation device is for example carried by the clamping piece. Alternatively, such a device can be carried by the housing of the brush holder.
  • the housing comprises at least one bearing and a stud projecting from the bearing, the stud being arranged to allow the mounting of the brush holder and to allow electrical contact between the housing and the mass trace. said brush holder.
  • the brush holder comprises two brushes respectively arranged in two housings of the housing and respectively connected to two traces of electrical excitation.
  • one of the brushes is at a positive electrical potential of the second power grid and the other brush is at a negative electrical potential or mass of the second power grid.
  • the rotating electrical machine comprises a collector mounted on one of the active parts and in that the brush is in contact with a collector trace of the collector for the power supply of said active part.
  • the brush holder and the electronic assembly are distinct from each other.
  • the brush holder and the electronic assembly form two separate elements so that the electronic assembly is not integrated in the brush holder.
  • the rotating electrical machine can advantageously form an alternator, an alternator-starter or a reversible machine.
  • FIG. 1 represents, schematically and partially, a cross-sectional view of a rotating electrical machine according to an exemplary implementation of the invention
  • FIG. 2 represents, schematically and partially, a part-view of part of the machine of FIG. 1,
  • FIG. 3 represents, schematically and partially, a perspective view from above of an example of the brush holder of FIG. 1,
  • FIG. 4 represents, schematically and partially, a perspective view in transparency of the brush holder of FIG. 3;
  • FIG. 5 represents, schematically and partially, a perspective view from below of an example of the brush holder of FIG. 1,
  • FIG. 6 represents, schematically and partially, a perspective view of an example of a part of the electronic assembly of FIG. 1,
  • FIG. 7 represents, schematically and partially, a perspective view of an exemplary trace configuration of the electronic assembly of FIG. 6;
  • FIG. 8 represents, schematically and partially, a perspective view of an example of a clamping piece of the electronic assembly of FIG. 1;
  • FIG. 9 represents, schematically and partially, a sectional view of the zone of attachment of the electronic assembly and of the brush holder on the bearing according to the example of FIG. 1, and
  • FIG. 10 shows a simplified electrical diagram of the machine of Figure 1 in the vehicle.
  • FIG. 1 represents a rotating electrical machine 10 which is compact and polyphase, in particular for a motor vehicle.
  • This rotating electrical machine 10 transforms mechanical energy into electrical energy, into alternator mode, and can operate in motor mode to transform electrical energy into mechanical energy.
  • This rotary electrical machine 10 is, for example, an alternator, an alternator-starter or a reversible machine.
  • the rotary electrical machine 10 comprises a housing 1 1. Inside this housing 1 1, it further comprises a shaft 13, a rotor 12 integral in rotation with the shaft 13 and a stator 15 surrounding the rotor 12. The rotational movement of the rotor 12 is around an X axis.
  • the axial, radial, external and internal denominations refer to the axis X crossing at its center the shaft 13.
  • the axial direction corresponds to the X axis while the radial orientations correspond to the planes concurrent, and in particular perpendicular, to the X axis.
  • the external or internal denominations are assessed with respect to the same axis X, the inner denomination corresponding to an element oriented towards the axis, or closer to the axis with respect to a second element, the external denomination designating a distance from the axis.
  • the housing 1 1 comprises a front bearing 16 and a rear bearing 17 which are assembled together.
  • These bearings 16, 17 are hollow in shape and each carries a respective ball bearing 18, 19 for the rotational mounting of the shaft 13.
  • a pulley 20 is fixed on a front end of the shaft 13, at the front bearing 16, for example by means of a nut bearing against the bottom of the cavity of this pulley. This pulley 20 transmits the rotational movement to the shaft 13 or to the shaft 13 to transmit its rotational movement to the belt.
  • the rear end of the shaft 13 carries a manifold 22.
  • This manifold comprises a body made of electrically insulating material and slip rings 21 overmolded in said body.
  • the slip rings 21 have an annular shape and are rotated with the rotor 12.
  • Brushes 23 belonging to a brush holder 24 are arranged so as to rub on the slip rings 21.
  • the brush holder 24 is electrically connected to an electronic assembly 36 controlling the voltage applied to the brushes.
  • the front bearing 16 and the rear bearing 17 may further comprise substantially lateral openings for the passage of air in order to allow the cooling of the rotary electric machine by air circulation generated by the rotation of a fan. before 25 on the front axial face of the rotor 12, that is to say at the level of the front bearing 16 and a rear fan 26 on the rear axial face of the rotor, that is to say at the level of the bearing rear 17.
  • the bearings may include conduits for the passage of a coolant.
  • the rotor 12 is a claw rotor. It has two pole wheels 31. Each pole wheel 31 is formed of a flange 32 and a plurality of claws 33 forming magnetic poles.
  • the flange 32 is of transverse orientation and has, for example, a shape substantially annular.
  • This rotor 12 further comprises a cylindrical core 34 which is interposed axially between the pole wheels 31.
  • this core 34 is formed of two half-cores each belonging to one of the pole wheels.
  • the rotor 12 comprises, between the core 34 and the claws 33, a coil 35 comprising, here, a winding hub and an electric winding on this hub.
  • the slip rings 21 belonging to the collector 22 are connected by wire bonds to said coil 35.
  • the rotor 12 may also comprise magnetic elements interposed between two adjacent claws 33,
  • the stator 15 comprises a body 27 in the form of a pack of sheets with notches, for example of the semi-closed or open type, equipped with slot insulator for mounting an electric winding. 28.
  • This coil 28 passes through the notches of the body
  • the coil 28 is connected, for example, in a star or in a triangle.
  • the winding 28 is formed of one or more phases. Each phase comprises at least one conductor passing through the notches of the stator body 27 and forms, with all phases, the buns.
  • the coil 28 is electrically connected to an electronic assembly 36.
  • the electronic assembly 36 comprises at least one electronic power module for controlling a winding phase
  • the electronic assembly 36 comprises a housing 62 that can accommodate the power module and / or the control module 61.
  • This housing 62 is mounted on a heat sink which has fins extending projecting and channeling a cooling air flow of the various modules.
  • the heat sink may include cooling fluid circulation ducts for cooling different modules.
  • the heat sink may include both fins and cooling ducts.
  • the rotor 12 When the electric winding 35 is electrically powered from the brushes 23, the rotor 12 is magnetized and becomes an inductor rotor with formation of magnetic north-south poles at the claws. This inductor rotor creates an alternating induced current in the stator induced when the shaft 13 is rotating.
  • the power module of the electronic assembly 36 then transforms this AC induced current into a direct current, in particular to supply the loads and the consumers of the on-board network of the motor vehicle as well as to recharge its battery in alternator mode.
  • the vehicle needs a more powerful electrical network than that conventionally used.
  • the vehicle may comprise two separate batteries as shown in Figure 10.
  • the first battery 76 feeds a first power grid conventionally used in motor vehicles.
  • the second battery 77 supplies a second electrical network having electrical potentials different from those of the conventional network.
  • the second battery 77 is more powerful than the first battery 76.
  • the electrical potentials of the first electrical network vary between 0V and 12V and those of the second electrical network vary between 0V and 60V and in particular between 0V and 48V.
  • the two batteries are interconnected by an electronic converter DC / DC 43 said DC-DC converter.
  • the excitation of the rotating electrical machine 10 operates with the second electrical network.
  • the supply of the rotor coil 35 is carried out by the second network which is directly connected to the electronic assembly 36 of the machine 10 and in particular to the control module 61.
  • the vehicle also comprises a motor control module 41 for controlling the machine 10 according to what the user wants.
  • This module 41 transmits control signals to the electronic assembly 36 of said machine and in particular to the module 61.
  • This module 41 operates with the first power grid.
  • the electronic assembly 36, and in particular the control module 61 is arranged so as to be able to manage these two different electrical networks.
  • the vehicle carcass is connected to a chassis ground potential 75 which is the same as the ground potential of the DC / DC converter 43.
  • the casing 1 1 which is in contact with the carcass is also at ground potential.
  • the control module 61 is connected to ground via its connection with the engine control module 41. However, this connection being made by means of son that can be longer or shorter depending on the vehicle layout, the mass brought down may be slightly different from the chassis weight 75. For reasons of electromagnetic compatibility, the control module 61 needs to have a more direct access to the chassis mass 75.
  • the brush holder 24 is used to bring the chassis mass 75 back to the control module 61.
  • the vehicle may comprise a single battery with a power level equivalent to that of the second battery 77.
  • a transformer may be used to create the other power grid to power the engine control module.
  • the brush holder 24 is mounted on the rear bearing 17 around the manifold 22 which is mounted at a rear end of the shaft 13.
  • the electronic assembly 36 is also mounted on the rear bearing 17 and comprises a housing in which the collector 22 and the brush holder 24 are inserted at least partially.
  • the brush holder 24 comprises a housing 37 made of an electrically insulating material and two brushes 23. Each brush 23 is at an electrical potential of the second network in order to supply the rotor coil 35 via the collector 22.
  • the housing 37 comprises two housings 39 each in which are inserted at least partially the brushes 23. Each housing 39 is opening on a radial inner wall of the housing so that the associated brush comes into contact with the ring collector 21 corresponding.
  • Each brush 23 extends in a radial direction relative to the axis X and has an inner face and an outer face radially opposite, the inner face being in contact with the associated slip ring 21.
  • the brush holder 24 comprises springs 40, visible in Figure 1, arranged in the housing 39, each spring being associated with a brush 23 and exerting a force on the outer face of the associated brush.
  • the force exerted is of radial direction.
  • each spring 40 is in a compressed state. The force exerted by the spring on the broom ensures electrical contact between said brush and the slip ring while compensating for the wear of the brush due to the rotational movement of the ring.
  • the brush holder 24 further comprises a protective cover 38 extending from the end of the housing 37 in which the housings 39 are opening.
  • the protective cover 38 surrounds the collector 22 and the end of the shaft 13. The protective cover then makes it possible to isolate the respective electrical contacts between the brushes and the slip rings of the external environment.
  • the brush holder 24 comprises two electrical excitation traces 44, each of which is at a different electrical potential and can feed a brush 23.
  • one of the brushes is at a positive electric potential of the second electrical network and the other brush is at a negative electric potential or mass of the second electrical network.
  • the excitation traces 44 are electrically isolated from each other thanks to the housing 37.
  • each trace 44 has a first connection portion 45 with the electronic assembly 36, a second connection portion 46 with the associated brush 23 and a connecting portion 47 for connecting the first and the second connection portion together.
  • the connecting portion 47 is entirely housed in the housing 37 of the brush holder as shown in FIG. 4.
  • the second connection portion 46 is electrically connected to a braid (not shown) which is itself connected to the brush 23 associated.
  • This second connection portion is housed in an end wall of the housing 37 in an apparent manner to simplify the connection with the braid.
  • said second portion is positioned in the outer radial end wall of the casing 37.
  • the braid is disposed inside the corresponding housing 39 and is connected to the connecting portion, for example by crimping and / or welding.
  • the second connection portion could be positioned in a housing of the housing and not on its surface.
  • the brush holder 24 further comprises a ground trace 64 making it possible to transmit the chassis ground 75 to the electronic assembly 32 and in particular to the control module 61.
  • This mass trace 64 comprises a first connection face 65 with the electronic assembly 36, a second connection face 66 with the housing 1 1, and in particular the rear bearing 17, and a body 67.
  • the ground trace is housed in a housing housing 37.
  • the housing is open, in particular axially, so that the connection faces 65, 66 is arranged visibly.
  • the body 67 has a shape having a substantially rectangular section, the first face 65 and the second face 66 being opposite faces of said rectangle.
  • the first connection face 65 extends opposite the electronic assembly 36 and the second connection face 66 extends opposite the housing 1 January.
  • said faces are axially opposed.
  • the first portions 45 of the excitation traces 44 are housed in an end wall of the housing 37 in an apparent manner. Said wall is opposite the electronic assembly 36, preferably it is an axial end wall of the housing 37.
  • each first connection portion 45 is in contact, preferably direct, with an associated excitation trace 48 of the electronic assembly 36.
  • the first face 65 is in contact, preferably direct, with an associated ground trace 63 of the electronic assembly 36.
  • the electronic assembly 36 thus comprises a ground trace 63 and two excitation traces 48. These traces make it possible to electrically connect the control module to the respective traces 44, 64 of the brush holder 24.
  • the excitation traces 48 and the ground trace 63 each have a first connection portion 68 with the respective traces of the brush holder, a second connection portion 69 with the control module 61 and a connecting portion 70 for connecting the first and second connection portion together.
  • the connecting portions 70 are overmolded at least partly in the housing 62 of the electronic assembly 36.
  • the first portions 68 and the second portions 69 project from both sides of the
  • the second connection portions 69 each have a form of connection tab cooperating with housings of the control module 61.
  • the excitation traces 48 and the ground trace 63 may extend projecting directly from the control module 61.
  • a fixing device 49 makes it possible to guarantee the contact between the first portions 68 of the excitation traces 48 of the electronic assembly 36 and the first portions 45 of the excitation traces 44 of the brush holder as well as the contact between the first portion 68 of the mass trace 63 of the electronic assembly 36 and the first face 65 of the ground trace 64 of the brush holder and the contact between the second face 66 of the ground trace 64 of the brush holder and the housing 1 1.
  • the housing 37 of the brush holder 24 and the housing 62 of the electronic assembly 36 each comprise an opening disposed facing each other to allow the passage of the fixing device 49.
  • the fixing device 49 is for example a screw or a tie rod.
  • the first portions 45 of the excitation traces 44 each have a shape of a circular arc and are positioned around the opening 55 formed in the housing 37.
  • the two connecting portions 45 of the excitation traces 44 are positioned symmetrically with respect to said opening.
  • the mass trace 64 is disposed between said first portions 45 of the excitation traces 44.
  • the surface of the first face 65 is smaller than the surface of one or the other of the first portions 45.
  • the first portions 68 of the excitation traces 48 and the ground trace 63 of the electronic assembly 36 each have a shape adapted to that of the first portion 45 or the first face 65 with which it is in contact.
  • the mass trace 63 is arranged between the excitation traces 48.
  • the different first portions 68, 45 and the first face 65 extend substantially flat and vis-à-vis the respective portion with which it comes into contact.
  • a contact grease can be added, particularly at the electrical contact between the excitation traces of the brush holder and those of the electronic assembly, to prevent corrosion of said traces.
  • the electronic assembly 36 comprises a clamping piece 50 made of electrically insulating material and positioned to exert pressure on the first portions 68 to ensure good electrical contact.
  • This clamping piece is positioned between a part of the fixing device 49, such as a screw head, and the tracks 48, 63 of the electronic assembly. It also makes it possible to electrically isolate the fixing device 49 from said traces 48.
  • this clamping piece 50 is inserted into a housing 73 arranged in the housing 62 of the electronic assembly 36, at least part of the traces 48, 63 of the electronic assembly also extending into said housing 73.
  • the housing 73 may be opening axially.
  • the fixing device 49 may also comprise a washer 60 positioned between a portion of the fixing device 49 and the clamping piece 50.
  • the fixing device 49 allowing electrical contact between the excitation traces 44 and the excitation traces 48 and that the electrical contact between the ground trace 64, the ground trace 63 and the rear bearing 17 also makes it possible to fix the brush holder 24 on the rear bearing 17.
  • the opening of the rear bearing 17 has a threaded portion cooperating with a threaded portion of the fixing device 49.
  • the opening of the rear bearing 17 is formed in a stud 42 projecting from the plateau of said bearing.
  • the mass trace 64 of the brush holder is in contact with said pad and in particular with an axial end of said pad.
  • the opening of the electronic assembly 36 is formed in the clamping piece 50 which is inserted in the housing 73.
  • the housing 37 of the brush holder 24 comprises a fixing portion carrying the first portions 45 of the excitation traces 44, the ground trace 64 and the opening 55 through which the fixing device 49 passes.
  • the fixing portion is positioned on a lateral side of the housing 37, that is to say on a portion of the brush holder extending between the two inner and outer radial ends of the housing 37.
  • the fixing portion could be positioned on an outer radial end of the housing 37.
  • the brush holder comprises, here, a first indexing pad 58 for indexing said brush holder on said bearing in a first direction and a second pin of indexing 59 for indexing said brush holder on said bearing in a second direction perpendicular to the first direction.
  • the clamping piece 50 comprises a body and a cylinder portion 51 projecting axially from said body towards the brush holder 24 and forming an arc of circle at least partially surrounding the connections between the excitation traces 44, 48 and the mass traces 64, 63.
  • the cylinder portion 51 electrically isolates said connections from the external environment.
  • the housing 37 may include a groove 54 for receiving the cylinder portion 51.
  • the clamping piece 50 comprises a sleeve 52 extending in axial projection from from the body of said piece to the brush holder 24.
  • the sleeve is positioned between the fixing device 49 and the connections between the excitation traces 44, 48 and the mass traces 64, 63 so as to surround said fixing device 49.
  • Said sleeve 52 electrically isolates the fixing device 49 which is in contact with the rear bearing 17 of said connections.
  • the clamping piece 50 comprises a wall 53 projecting from the body of said piece towards the brush holder 24 between the cylinder portion 51 and the sleeve 52.
  • the wall 53 extends between the two first connection portions 45 of the two excitation traces 44 to isolate them electrically with respect to each other and to avoid the formation of salt bridge.
  • the housing 37 may include a cavity 46 in which the wall 53 can be inserted.
  • the clamping piece 50 comprises two walls 71 positioned, each between the first face 65 of the ground trace 64 and the first portion 45 of one or other of the excitation traces 44.
  • the walls 71 may extend from the sleeve 52, preferably in a substantially radial direction. Walls are used to electrically isolate the mass trace from the traces of excitation and to avoid the formation of salt bridges.
  • the housing 37 may include notches 72 in which the walls 71 can be inserted respectively.
  • the cylinder portion, the sleeve and the walls may be formed on the housing 37 of the brush holder 24.
  • the clamping piece 50 then comprises a groove for receiving the cylinder portion, a diameter the widened opening for receiving the sleeve, a cavity and notches for receiving the walls.
  • the clamping piece 50 may comprise a flange 74 projecting from the body of said piece in a direction axially opposed to the brush holder 24 and so as to at least partially surround the fixing device 49.
  • the collar extends, from preferably, over the entire circumference of the body and from an outer periphery of said body. This makes it possible to protect said fixing device from the outside environment.
  • the present invention finds applications in particular in the field of alternators, alternator-starters or reversible machines, but it could also apply to any type of rotating electrical machine.

Abstract

The present invention proposes a rotating electrical machine, in particular for a motor vehicle. The machine comprises live parts; a casing (11); a brush holder (24) comprising at least one brush (23), an electric excitation path (44) for exciting said brush and a housing (37) made of an electrically insulating material; and an electronic assembly (36) comprising a control module (61) and an excitation path (48) connecting the excitation path (44) of the brush holder to said control module. The control module (61) comprises a ground path (63), said ground path (63) being electrically connected to the casing (11) via the brush holder (24).

Description

PORTE-BALAI POUR MACHINE ELECTRIQUE TOURNANTE  BROOM HOLDER FOR ROTATING ELECTRIC MACHINE
L'invention concerne notamment un porte-balai pour une machine électrique tournante. The invention particularly relates to a brush holder for a rotating electrical machine.
L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine des machines électriques tournantes telles que les alternateurs, les alterno-démarreurs ou encore les machines réversibles. On rappelle qu'une machine réversible est une machine électrique tournante apte à travailler de manière réversible, d'une part, comme générateur électrique en fonction alternateur et, d'autre part, comme moteur électrique par exemple pour démarrer le moteur thermique du véhicule automobile.  The invention finds a particularly advantageous application in the field of rotating electrical machines such as alternators, alternator-starters or reversible machines. It will be recalled that a reversible machine is a rotating electrical machine able to work in a reversible manner, on the one hand, as an electric generator in alternator function and, on the other hand, as an electric motor for example to start the engine of the motor vehicle .
Une machine électrique tournante comprend un rotor mobile en rotation autour d'un axe et un stator fixe entourant le rotor. Le rotor, le stator et l'axe sont montés dans un carter qui supporte également un ensemble électronique contrôlant le fonctionnement de la machine. En mode alternateur, lorsque le rotor est en rotation, il induit un champ magnétique au stator qui le transforme en courant électrique afin d'alimenter l'électronique du véhicule et de recharger la batterie. En mode moteur, le stator est alimenté électriquement et induit un champ magnétique entraînant le rotor en rotation.  A rotating electrical machine comprises a rotor rotatable about an axis and a fixed stator surrounding the rotor. The rotor, the stator and the shaft are mounted in a housing which also supports an electronic assembly controlling the operation of the machine. In alternator mode, when the rotor is rotating, it induces a magnetic field to the stator which transforms it into electric current to power the vehicle electronics and recharge the battery. In motor mode, the stator is electrically powered and induces a magnetic field driving the rotor in rotation.
Dans le cadre de la réduction d'émission de gaz et en particulier de CO2 et de l'hybridation des véhicules, de nouvelles fonctions ont été développées. Ces nouvelles fonctions sont par exemple l'arrêt du moteur à l'arrêt du véhicule, le freinage récupératif, la traction en mode électrique à faible vitesse. Ces fonctions sont réalisées par la machine électrique tournante qui doit donc être plus puissante. Pour cela, la machine électrique tournante fonctionne suivant un réseau électrique différent du réseau électrique classiquement utilisé sur l'ensemble du véhicule. En effet, le réseau électrique classique qui accepte une tension maximum de l'ordre de 16V nécessiterait des niveaux de courant trop élevés pour la puissance nécessaire à l'intégration simultanée de toutes les nouvelles fonctions et des fonctions classiques d'un alternateur telles que la charge de la batterie et l'alimentation des consommateurs électriques. Le réseau électrique classique n'est plus adapté au-delà d'un certain niveau de puissance requis pour assurer correctement ces nouvelles fonctions. In the context of the reduction of gas emissions and in particular of CO 2 and the hybridisation of vehicles, new functions have been developed. These new functions are, for example, the stopping of the engine when the vehicle is stopped, the regenerative braking, the traction in electric mode at low speed. These functions are performed by the rotating electrical machine which must be more powerful. For this, the rotating electrical machine operates according to a different electrical grid network conventionally used on the entire vehicle. Indeed, the conventional power grid that accepts a maximum voltage of the order of 16V require current levels too high for the power required for the simultaneous integration of all the new functions and conventional functions of an alternator such as the charge battery and power supply of electrical consumers. The conventional power grid is no longer suitable beyond a certain level of power required to properly perform these new functions.
L'intégration de ces deux réseaux électriques à l'intérieur du véhicule entraîne que la machine électrique tournante doit être capable de gérer ces différentes tensions. Les deux réseaux électriques présentent le même potentiel de masse, dit masse châssis, qui est relié notamment à la carcasse du véhicule. L'excitation de la machine est faite avec le second réseau électrique qui a un niveau de tension plus élevé que celui du premier réseau classiquement utilisé dans le véhicule. La commande de la machine via le contrôle moteur est faite par l'intermédiaire du premier réseau. Ainsi, l'ensemble électronique de la machine est relié aux deux réseaux électriques.  The integration of these two electrical networks inside the vehicle causes the rotating electrical machine must be able to handle these different voltages. The two electrical networks have the same ground potential, said chassis weight, which is connected in particular to the carcass of the vehicle. The excitation of the machine is made with the second electrical network which has a voltage level higher than that of the first network conventionally used in the vehicle. The control of the machine via the motor control is done through the first network. Thus, the electronic unit of the machine is connected to both electrical networks.
Le premier réseau permet également de ramener la masse à l'ensemble électronique de la machine. Cependant, le chemin permettant de relier la masse à l'ensemble électronique n'est pas direct et peut être plus ou moins long et donc inductif en fonction de l'agencement du véhicule. Un décalage entre la masse châssis et la masse ramenée à l'ensemble électronique peut se créer notamment à cause des chutes de tension dans le circuit d'alimentation de la machine. Un tel décalage entraîne des problèmes de compatibilité électromagnétique avec l'environnement moteur.  The first network also makes it possible to reduce the mass to the electronic assembly of the machine. However, the path for connecting the mass to the electronic assembly is not direct and may be longer or shorter and therefore inductive depending on the arrangement of the vehicle. An offset between the chassis ground and the mass brought back to the electronic assembly can be created in particular because of voltage drops in the power supply circuit of the machine. Such an offset causes electromagnetic compatibility problems with the motor environment.
La présente invention vise à réduire les inconvénients de l'art antérieur et en particulier à éviter les problèmes de compatibilité électromagnétique.  The present invention aims to reduce the disadvantages of the prior art and in particular to avoid problems of electromagnetic compatibility.
A cet effet, la présente invention a donc pour objet une machine électrique tournante notamment pour véhicule automobile. Selon la présente invention, la machine comporte des parties actives comprenant notamment un rotor et un stator ; un carter entourant les parties actives. La machine comporte, en outre, un porte-balai comportant au moins un balai permettant l'alimentation électrique d'une des parties actives, au moins une trace d'excitation électrique dudit balai et un boîtier formé d'un matériau électriquement isolant, le boîtier entourant au moins une partie de la trace d'excitation et comportant un logement logeant au moins en partie le balai. De plus, la machine comporte un ensemble électronique comportant un module de commande adapté pour piloter ladite machine et une trace d'excitation reliant la trace d'excitation du porte-balai audit module de commande. Toujours selon l'invention, l'ensemble électronique comporte une trace de masse, ladite trace de masse étant reliée électriquement au module de commande et au carter par l'intermédiaire du porte-balai. For this purpose, the subject of the present invention is therefore a rotary electrical machine, in particular for a motor vehicle. According to the present invention, the machine comprises active parts comprising in particular a rotor and a stator; a housing surrounding the active parts. The machine further comprises a brush holder comprising at least one brush for supplying electrical power to one of the active parts, at least one electrical excitation trace of said brush and a housing formed of an electrically insulating material, the casing surrounding at least a part the excitation trace and having a housing housing at least partly the broom. In addition, the machine comprises an electronic assembly comprising a control module adapted to drive said machine and an excitation trace connecting the excitation trace of the brush holder to said control module. Still according to the invention, the electronic assembly comprises a mass trace, said ground trace being electrically connected to the control module and to the housing via the brush holder.
Grâce à la présente invention, le module de commande a une connexion directe avec le potentiel de masse. Cela permet d'améliorer la compatibilité électromagnétique de la machine avec l'environnement moteur. Ainsi, la machine est mieux protégée des perturbations extérieures et elle n'émet pas de perturbation à l'environnement extérieur.  Thanks to the present invention, the control module has a direct connection with the ground potential. This improves the electromagnetic compatibility of the machine with the engine environment. Thus, the machine is better protected from external disturbances and it does not emit disturbance to the external environment.
Selon une réalisation, le porte-balai est monté sur le carter.  In one embodiment, the brush holder is mounted on the housing.
Selon une réalisation, le carter est à un potentiel électrique de masse.  According to one embodiment, the casing is at an electric potential of mass.
Selon une réalisation, le porte-balai comporte une trace de masse qui est reliée électriquement, d'une part, au carter et, d'autre part, à la trace de masse de l'ensemble électronique. Un tel dispositif permet de transmettre électriquement la masse à l'ensemble électronique de manière simple et peu chère. Cela permet, en outre, d'éviter d'avoir une liaison filaire longue pour ramener la masse châssis au module de commande, ce qui évite d'avoir un chemin inductif.  According to one embodiment, the brush holder comprises a ground trace which is electrically connected, on the one hand, to the housing and, on the other hand, to the ground trace of the electronic assembly. Such a device makes it possible to transmit the mass electrically to the electronic assembly in a simple and inexpensive manner. This also makes it possible to avoid having a long wired connection to bring the chassis ground to the control module, which avoids having an inductive path.
Selon une réalisation, la trace de masse du porte-balai est logée au moins en partie dans un logement formé dans le boîtier dudit porte-balai.  According to one embodiment, the mass trace of the brush holder is housed at least partly in a housing formed in the housing of said brush holder.
Par exemple, le logement est débouchant de manière à ce que la trace de masse présente une première portion de connexion avec la trace de masse de l'ensemble électronique et une deuxième portion de connexion avec le carter, la première portion de connexion et la deuxième portion de connexion étant, respectivement, formées par une première face et une deuxième face de la trace de masse reliées électriquement entre elles. Selon une réalisation, la trace de masse est surmoulée au moins en partie dans le boîtier du porte-balai. For example, the housing is opening so that the mass trace has a first connection portion with the ground trace of the electronic assembly and a second connection portion with the housing, the first connection portion and the second connecting portion being, respectively, formed by a first face and a second face of the ground trace electrically connected to each other. In one embodiment, the mass trace is overmolded at least in part in the housing of the brush holder.
Selon une réalisation, la trace de masse présente une forme de section rectangulaire, la première face et la deuxième face étant des faces opposées l'une par rapport à l'autre. Par exemple, les deux faces sont opposées axialement. Toujours par exemple, les deux faces s'étendent de manière parallèle l'une par rapport à l'autre.  According to one embodiment, the mass trace has a shape of rectangular section, the first face and the second face being opposite faces relative to each other. For example, the two faces are axially opposed. For example, both sides extend parallel to one another.
Selon une réalisation, la trace de masse de l'ensemble électronique comporte une première portion de connexion avec la trace de masse du porte-balai et une deuxième portion de connexion avec le module de commande.  According to one embodiment, the mass trace of the electronic assembly comprises a first connection portion with the mass trace of the brush holder and a second connection portion with the control module.
Par exemple la trace de masse est rapportée au module de commande. Dans une variante de réalisation, la trace de masse peut être intégrée dans le module de commande.  For example the mass trace is reported to the control module. In an alternative embodiment, the ground trace can be integrated in the control module.
Selon une réalisation, l'ensemble électronique comporte un boîtier sur lequel est disposé le module de commande et dans lequel sont surmoulés, au moins en partie, la trace de masse et la trace d'excitation.  According to one embodiment, the electronic assembly comprises a housing on which is disposed the control module and wherein are molded, at least in part, the mass trace and the excitation trace.
Selon une réalisation, l'ensemble électronique et, en particulier, le module de commande est agencé de manière à pouvoir gérer deux réseaux électriques différents.  According to one embodiment, the electronic assembly and, in particular, the control module is arranged so as to manage two different electrical networks.
Selon une réalisation, le module de commande est relié à un premier réseau électrique via un module de contrôle moteur et à un second réseau électrique pour l'excitation de la machine.  In one embodiment, the control module is connected to a first electrical network via an engine control module and to a second electrical network for the excitation of the machine.
Selon un exemple de réalisation, la trace d'excitation électrique du porte-balai présente une première portion de connexion avec la trace d'excitation électrique de l'ensemble électronique et une deuxième portion de connexion avec le balai.  According to an exemplary embodiment, the electric excitation trace of the brush holder has a first connection portion with the electrical excitation trace of the electronic assembly and a second connection portion with the brush.
Selon une réalisation, la trace d'excitation électrique de l'ensemble électronique présente une première portion de connexion avec la trace d'excitation électrique du porte-balai et une deuxième portion de connexion avec le module de commande.  According to one embodiment, the electrical excitation trace of the electronic assembly has a first connection portion with the electric excitation trace of the brush holder and a second connection portion with the control module.
Par exemple, la surface de la trace de masse du porte-balai est inférieure à la surface de la trace d'excitation dudit porte-balai et la surface de la trace de masse de l'ensemble électronique est inférieure à la surface de la trace d'excitation dudit ensemble électronique. En l'occurrence, la première portion de connexion de la trace de masse de l'ensemble électronique présente une surface, et en particulier une section radiale, inférieure à celle de la première portion de connexion de l'une ou l'autre des traces d'excitation dudit ensemble électronique. De manière similaire, la face de connexion de la trace de masse du porte-balai présente une surface, et en particulier une section radiale, inférieure à celle de la première portion de connexion de l'une ou l'autre des traces d'excitation dudit porte-balai. For example, the surface of the mass trace of the brush holder is smaller than the surface of the excitation trace of said brush holder and the surface the mass trace of the electronic assembly is smaller than the surface of the excitation trace of said electronic assembly. In this case, the first connection portion of the mass trace of the electronic assembly has a surface, and in particular a radial section, smaller than that of the first connection portion of one or the other of the traces. exciting said electronic assembly. Similarly, the connection face of the mass trace of the brush holder has a surface, and in particular a radial section, smaller than that of the first connection portion of one or the other of the excitation traces. said brush holder.
Dans une variante de réalisation, les différentes surfaces des traces de masse peuvent être supérieures à celles des traces d'excitation.  In an alternative embodiment, the different surfaces of the mass traces may be greater than those of the excitation traces.
En particulier, la surface de la première face de la trace de masse du porte-balai est inférieure à la surface de la première portion de connexion de la trace d'excitation dudit porte-balai. De même, la surface de la première portion de connexion de la trace de masse de l'ensemble électronique est inférieure à la surface de la première portion de connexion de la trace d'excitation dudit ensemble électronique.  In particular, the surface of the first face of the mass trace of the brush holder is smaller than the surface of the first connection portion of the excitation trace of said brush holder. Similarly, the surface of the first connection portion of the ground trace of the electronic assembly is smaller than the surface of the first connection portion of the excitation trace of said electronic assembly.
Selon une réalisation, un contact électrique entre la trace de masse du porte-balai et la trace de masse de l'ensemble électronique et un contact électrique entre la trace de masse dudit porte-balai et le carter sont réalisés au moyen d'un même dispositif de fixation.  According to one embodiment, an electrical contact between the mass trace of the brush holder and the ground trace of the electronic assembly and an electrical contact between the ground trace of said brush holder and the housing are made by means of a same fixing device.
Selon une réalisation, le porte-balai est monté sur le carter au moyen du dispositif de fixation.  In one embodiment, the brush holder is mounted on the housing by means of the fixing device.
Selon une réalisation, l'ensemble électronique est monté sur le carter au moyen du dispositif de fixation.  According to one embodiment, the electronic assembly is mounted on the housing by means of the fixing device.
Selon une réalisation, le carter comporte un palier avant et un palier arrière, le porte-balai et l'ensemble électronique étant montés sur ledit palier arrière.  In one embodiment, the housing comprises a front bearing and a rear bearing, the brush holder and the electronic assembly being mounted on said rear bearing.
Selon une réalisation, un contact électrique entre la trace de masse du porte-balai et la trace de masse de l'ensemble électronique est réalisé par vissage. Ce contact est, notamment un contact direct. Selon une réalisation, un contact électrique entre la trace de masse du porte-balai et le carter est réalisé par vissage. Ce contact est, notamment un contact direct. According to one embodiment, an electrical contact between the mass trace of the brush holder and the ground trace of the electronic assembly is achieved by screwing. This contact is, especially a direct contact. According to one embodiment, an electrical contact between the mass trace of the brush holder and the housing is made by screwing. This contact is, especially a direct contact.
Dans cette réalisation, le boîtier de l'ensemble électronique, le boîtier du porte-balai et le carter comportent, chacun, une ouverture permettant le passage du dispositif de fixation pour les relier mécaniquement ensemble. Un tel dispositif de fixation permet de relier mécaniquement lesdites pièces et de relier électriquement lesdites traces ensembles. Cela permet de réduire l'encombrement de la machine,  In this embodiment, the housing of the electronic assembly, the housing of the brush holder and the housing each comprise an opening for the passage of the fixing device to mechanically connect them together. Such a fixing device makes it possible to mechanically connect said parts and to electrically connect said traces together. This reduces the size of the machine,
Par exemple, le dispositif de fixation est une vis ou un tirant. De préférence, les ouvertures respectives de l'ensemble électronique, du porte-balai et du carter sont positionnées en vis-à-vis les unes des autres.  For example, the fastening device is a screw or a tie rod. Preferably, the respective openings of the electronic assembly, the brush holder and the housing are positioned vis-à-vis each other.
Selon un exemple de réalisation, l'ensemble électronique comporte une pièce de serrage réalisée en matériau électriquement isolant et positionnée de manière à exercer une pression sur la trace d'excitation et la trace de masse de l'ensemble électronique. La pièce de serrage permet de garantir un bon contact électrique entre les traces de l'ensemble électronique et celles du porte-balai.  According to an exemplary embodiment, the electronic assembly comprises a clamping piece made of electrically insulating material and positioned so as to exert pressure on the excitation trace and the ground trace of the electronic assembly. The clamping piece ensures good electrical contact between the tracks of the electronic assembly and those of the brush holder.
Selon une réalisation, la machine comporte au moins un dispositif d'isolation électrique permettant d'isoler électriquement les traces de masse des traces d'excitation. Le dispositif d'isolation électrique est par exemple porté par la pièce de serrage. En variante, un tel dispositif peut être porté par le boîtier du porte-balai.  According to one embodiment, the machine comprises at least one electrical insulation device for electrically isolating the mass traces of the excitation traces. The electrical insulation device is for example carried by the clamping piece. Alternatively, such a device can be carried by the housing of the brush holder.
Selon une réalisation, le carter comporte au moins un palier et un plot s'étendant en saillie à partir du palier, le plot étant agencé pour permettre le montage du porte-balai et pour permettre le contact électrique entre le carter et la trace de masse dudit porte-balai.  According to one embodiment, the housing comprises at least one bearing and a stud projecting from the bearing, the stud being arranged to allow the mounting of the brush holder and to allow electrical contact between the housing and the mass trace. said brush holder.
Selon un exemple de réalisation, le porte-balai comprend deux balais agencés respectivement dans deux logements du boîtier et reliés respectivement à deux traces d'excitation électrique. Par exemple un des balais est à un potentiel électrique positif du second réseau électrique et l'autre balai est à un potentiel électrique négatif ou de masse du second réseau électrique. Selon un exemple de réalisation, la machine électrique tournante comporte un collecteur monté sur une des parties actives et en ce que le balai est en contact avec une trace collectrice du collecteur pour l'alimentation électrique de ladite partie active. According to an exemplary embodiment, the brush holder comprises two brushes respectively arranged in two housings of the housing and respectively connected to two traces of electrical excitation. For example one of the brushes is at a positive electrical potential of the second power grid and the other brush is at a negative electrical potential or mass of the second power grid. According to an exemplary embodiment, the rotating electrical machine comprises a collector mounted on one of the active parts and in that the brush is in contact with a collector trace of the collector for the power supply of said active part.
Selon une réalisation, le porte-balai et l'ensemble électronique sont distincts l'un de l'autre. Autrement dit, le porte-balai et l'ensemble électronique forment deux éléments séparés de sorte que l'ensemble électronique n'est pas intégré dans le porte-balai.  In one embodiment, the brush holder and the electronic assembly are distinct from each other. In other words, the brush holder and the electronic assembly form two separate elements so that the electronic assembly is not integrated in the brush holder.
La machine électrique tournante peut, avantageusement, former un alternateur, un alterno-démarreur ou une machine réversible.  The rotating electrical machine can advantageously form an alternator, an alternator-starter or a reversible machine.
La présente invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en œuvre non limitatifs de l'invention et de l'examen des dessins annexés, sur lesquels :  The present invention may be better understood on reading the following detailed description of examples of non-limiting implementation of the invention and of examining the appended drawings, in which:
- la figure 1 représente, schématiquement et partiellement, une vue en coupe d'une machine électrique tournante selon un exemple de mise en œuvre de l'invention,  FIG. 1 represents, schematically and partially, a cross-sectional view of a rotating electrical machine according to an exemplary implementation of the invention,
- la figure 2 représente, schématiquement et partiellement, une vue en pièce détachée d'une partie de la machine de la figure 1 ,  FIG. 2 represents, schematically and partially, a part-view of part of the machine of FIG. 1,
- la figure 3 représente, schématiquement et partiellement, une vue en perspective de dessus d'un exemple du porte-balai de la figure 1 ,  FIG. 3 represents, schematically and partially, a perspective view from above of an example of the brush holder of FIG. 1,
- la figure 4 représente, schématiquement et partiellement, une vue en perspective en transparence du porte-balai de la figure 3,  FIG. 4 represents, schematically and partially, a perspective view in transparency of the brush holder of FIG. 3;
- la figure 5 représente, schématiquement et partiellement, une vue en perspective de dessous d'un exemple du porte-balai de la figure 1 ,  FIG. 5 represents, schematically and partially, a perspective view from below of an example of the brush holder of FIG. 1,
- la figure 6 représente, schématiquement et partiellement, une vue en perspective d'un exemple d'une partie de l'ensemble électronique de la figure 1 ,  FIG. 6 represents, schematically and partially, a perspective view of an example of a part of the electronic assembly of FIG. 1,
- la figure 7 représente, schématiquement et partiellement, une vue en perspective d'un exemple de configuration de traces de l'ensemble électronique de la figure 6,  FIG. 7 represents, schematically and partially, a perspective view of an exemplary trace configuration of the electronic assembly of FIG. 6;
- la figure 8 représente, schématiquement et partiellement, une vue en perspective d'un exemple d'une pièce de serrage de l'ensemble électronique de la figure 1 , - la figure 9 représente, schématiquement et partiellement, une vue en coupe de la zone de fixation de l'ensemble électronique et du porte-balai sur le palier selon l'exemple de la figure 1 , et FIG. 8 represents, schematically and partially, a perspective view of an example of a clamping piece of the electronic assembly of FIG. 1; FIG. 9 represents, schematically and partially, a sectional view of the zone of attachment of the electronic assembly and of the brush holder on the bearing according to the example of FIG. 1, and
- la figure 10 représente un schéma électrique simplifié de la machine de la figure 1 dans le véhicule.  - Figure 10 shows a simplified electrical diagram of the machine of Figure 1 in the vehicle.
Les éléments identiques, similaires ou analogues conservent les mêmes références d'une figure à l'autre.  Identical, similar or similar elements retain the same references from one figure to another.
Les modes de réalisation qui sont décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs ; on pourra notamment imaginer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur. The embodiments which are described below are in no way limiting; it will be possible to imagine variants of the invention comprising only a selection of characteristics described hereinafter isolated from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention compared to the state of the art.
En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s'oppose à cette combinaison sur le plan technique. Dans un tel cas, mention serait faite dans la présente description. In particular, all the variants and all the embodiments described are combinable with each other if nothing stands in the way of this combination at the technical level. In such a case, mention would be made in the present description.
La figure 1 représente une machine électrique tournante 10 compacte et polyphasée, notamment pour véhicule automobile. Cette machine électrique tournante 10 transforme de l'énergie mécanique en énergie électrique, en mode alternateur, et peut fonctionner en mode moteur pour transformer de l'énergie électrique en énergie mécanique. Cette machine électrique tournante 10 est, par exemple, un alternateur, un alterno-démarreur ou une machine réversible.  FIG. 1 represents a rotating electrical machine 10 which is compact and polyphase, in particular for a motor vehicle. This rotating electrical machine 10 transforms mechanical energy into electrical energy, into alternator mode, and can operate in motor mode to transform electrical energy into mechanical energy. This rotary electrical machine 10 is, for example, an alternator, an alternator-starter or a reversible machine.
La machine électrique tournante 10 comporte un carter 1 1 . A l'intérieur de ce carter 1 1 , elle comporte, en outre, un arbre 13, un rotor 12 solidaire en rotation de l'arbre 13 et un stator 15 entourant le rotor 12. Le mouvement de rotation du rotor 12 se fait autour d'un axe X.  The rotary electrical machine 10 comprises a housing 1 1. Inside this housing 1 1, it further comprises a shaft 13, a rotor 12 integral in rotation with the shaft 13 and a stator 15 surrounding the rotor 12. The rotational movement of the rotor 12 is around an X axis.
Dans la suite de la description, les dénominations axiales, radiales, extérieures et intérieures se réfèrent à l'axe X traversant en son centre l'arbre 13. La direction axiale correspond à l'axe X alors que les orientations radiales correspondent à des plans concourants, et notamment perpendiculaires, à l'axe X. Pour les directions radiales, les dénominations extérieure ou intérieure s'apprécient par rapport au même axe X, la dénomination intérieure correspondant à un élément orienté vers l'axe, ou plus proche de l'axe par rapport à un second élément, la dénomination extérieure désignant un éloignement de l'axe. In the remainder of the description, the axial, radial, external and internal denominations refer to the axis X crossing at its center the shaft 13. The axial direction corresponds to the X axis while the radial orientations correspond to the planes concurrent, and in particular perpendicular, to the X axis. For radial directions, the external or internal denominations are assessed with respect to the same axis X, the inner denomination corresponding to an element oriented towards the axis, or closer to the axis with respect to a second element, the external denomination designating a distance from the axis.
Dans cet exemple, le carter 1 1 comporte un palier avant 16 et un palier arrière 17 qui sont assemblés ensemble. Ces paliers 16, 17 sont de forme creuse et portent, chacun, centralement un roulement à billes 18, 19 respectif pour le montage à rotation de l'arbre 13.  In this example, the housing 1 1 comprises a front bearing 16 and a rear bearing 17 which are assembled together. These bearings 16, 17 are hollow in shape and each carries a respective ball bearing 18, 19 for the rotational mounting of the shaft 13.
Une poulie 20 est fixée sur une extrémité avant de l'arbre 13, au niveau du palier avant 16, par exemple à l'aide d'un écrou en appui sur le fond de la cavité de cette poulie. Cette poulie 20 permet de transmettre le mouvement de rotation à l'arbre 13 ou à l'arbre 13 de transmettre son mouvement de rotation à la courroie.  A pulley 20 is fixed on a front end of the shaft 13, at the front bearing 16, for example by means of a nut bearing against the bottom of the cavity of this pulley. This pulley 20 transmits the rotational movement to the shaft 13 or to the shaft 13 to transmit its rotational movement to the belt.
L'extrémité arrière de l'arbre 13 porte un collecteur 22. Ce collecteur comporte un corps réalisé en matériau électriquement isolant et des bagues collectrices 21 surmoulées dans ledit corps. Les bagues collectrices 21 ont une forme annulaire et sont entraînées en rotation avec le rotor 12. Des balais 23 appartenant à un porte-balai 24 sont disposés de façon à frotter sur les bagues collectrices 21 . Le porte-balai 24 est relié électriquement à un ensemble électronique 36 pilotant la tension appliquée aux balais.  The rear end of the shaft 13 carries a manifold 22. This manifold comprises a body made of electrically insulating material and slip rings 21 overmolded in said body. The slip rings 21 have an annular shape and are rotated with the rotor 12. Brushes 23 belonging to a brush holder 24 are arranged so as to rub on the slip rings 21. The brush holder 24 is electrically connected to an electronic assembly 36 controlling the voltage applied to the brushes.
Le palier avant 16 et le palier arrière 17 peuvent comporter, en outre, des ouvertures sensiblement latérales pour le passage de l'air en vue de permettre le refroidissement de la machine électrique tournante par circulation d'air engendrée par la rotation d'un ventilateur avant 25 sur la face axiale avant du rotor 12, c'est-à-dire au niveau du palier avant 16 et d'un ventilateur arrière 26 sur la face axiale arrière du rotor, c'est-à-dire au niveau du palier arrière 17. Alternativement, les paliers pourront comporter des conduits permettant le passage d'un liquide de refroidissement.  The front bearing 16 and the rear bearing 17 may further comprise substantially lateral openings for the passage of air in order to allow the cooling of the rotary electric machine by air circulation generated by the rotation of a fan. before 25 on the front axial face of the rotor 12, that is to say at the level of the front bearing 16 and a rear fan 26 on the rear axial face of the rotor, that is to say at the level of the bearing rear 17. Alternatively, the bearings may include conduits for the passage of a coolant.
Dans cet exemple, le rotor 12 est un rotor à griffe. Il comporte deux roues polaires 31 . Chaque roue polaire 31 est formée d'un flasque 32 et d'une pluralité de griffes 33 formants des pôles magnétiques. Le flasque 32 est d'orientation transversale et présente, par exemple, une forme sensiblement annulaire. Ce rotor 12 comporte, en outre, un noyau 34 cylindrique qui est intercalé axialement entre les roues polaires 31 . Ici, ce noyau 34 est formé de deux demi noyaux appartenant chacun à l'une des roues polaires. Le rotor 12 comporte, entre le noyau 34 et les griffes 33, une bobine 35 comportant, ici, un moyeu de bobinage et un bobinage électrique sur ce moyeu. Par exemple, les bagues collectrices 21 appartenant au collecteur 22 sont reliées par des liaisons filaires à ladite bobine 35. Le rotor 12 peut également comporter des éléments magnétiques interposés entre deux griffes 33 adjacentes, In this example, the rotor 12 is a claw rotor. It has two pole wheels 31. Each pole wheel 31 is formed of a flange 32 and a plurality of claws 33 forming magnetic poles. The flange 32 is of transverse orientation and has, for example, a shape substantially annular. This rotor 12 further comprises a cylindrical core 34 which is interposed axially between the pole wheels 31. Here, this core 34 is formed of two half-cores each belonging to one of the pole wheels. The rotor 12 comprises, between the core 34 and the claws 33, a coil 35 comprising, here, a winding hub and an electric winding on this hub. For example, the slip rings 21 belonging to the collector 22 are connected by wire bonds to said coil 35. The rotor 12 may also comprise magnetic elements interposed between two adjacent claws 33,
Dans cet exemple de réalisation, le stator 15 comporte un corps 27 en forme d'un paquet de tôles doté d'encoches, par exemple du type semi fermée ou ouverte, équipées d'isolant d'encoches pour le montage d'un bobinage électrique 28. Ce bobinage 28 traverse les encoches du corps In this exemplary embodiment, the stator 15 comprises a body 27 in the form of a pack of sheets with notches, for example of the semi-closed or open type, equipped with slot insulator for mounting an electric winding. 28. This coil 28 passes through the notches of the body
27 et forment un chignon avant 29 et un chignon arrière 30 de part et d'autre du corps du stator. Le bobinage 28 est connecté, par exemple, en étoile ou encore en triangle. 27 and form a front bun 29 and a rear bun 30 on either side of the stator body. The coil 28 is connected, for example, in a star or in a triangle.
Par ailleurs, le bobinage 28 est formé d'une ou plusieurs phases. Chaque phase comporte au moins un conducteur traversant les encoches du corps de stator 27 et forme, avec toutes les phases, les chignons. Le bobinage 28 est relié électriquement à un ensemble électronique 36.  Moreover, the winding 28 is formed of one or more phases. Each phase comprises at least one conductor passing through the notches of the stator body 27 and forms, with all phases, the buns. The coil 28 is electrically connected to an electronic assembly 36.
L'ensemble électronique 36 comporte au moins un module électronique de puissance permettant de piloter une phase du bobinage The electronic assembly 36 comprises at least one electronic power module for controlling a winding phase
28 et un module de commande 61 permettant de piloter un circuit d'excitation de la machine 10. Le module de puissance forme un pont redresseur de courant pour transformer un courant alternatif généré par la machine 10 en un courant continu pour alimenter notamment la batterie et le réseau de bord du véhicule. De plus, l'ensemble électronique 36 comporte un boîtier 62 pouvant accueillir le module de puissance et/ou le module de commande 61 . Ce boîtier 62 est monté sur un dissipateur thermique qui comporte des ailettes s'étendant en saillie et canalisant un flux d'air de refroidissement des différents modules. Dans une variante de réalisation, le dissipateur thermique pourra comporter des conduits de circulation d'un liquide de refroidissement permettant le refroidissement des différents modules. Alternativement, le dissipateur thermique pourra comporter à la fois des ailettes et des conduits de refroidissement. 28 and a control module 61 for controlling an excitation circuit of the machine 10. The power module forms a current rectifier bridge for transforming an alternating current generated by the machine 10 into a direct current to supply the battery and the vehicle's on-board network. In addition, the electronic assembly 36 comprises a housing 62 that can accommodate the power module and / or the control module 61. This housing 62 is mounted on a heat sink which has fins extending projecting and channeling a cooling air flow of the various modules. In an alternative embodiment, the heat sink may include cooling fluid circulation ducts for cooling different modules. Alternatively, the heat sink may include both fins and cooling ducts.
Lorsque le bobinage électrique 35 est alimenté électriquement à partir des balais 23, le rotor 12 est magnétisé et devient un rotor inducteur avec formation de pôles magnétiques Nord-Sud au niveau des griffes. Ce rotor inducteur crée un courant induit alternatif dans le stator induit lorsque l'arbre 13 est en rotation. Le module de puissance de l'ensemble électronique 36 transforme alors ce courant induit alternatif en un courant continu, notamment pour alimenter les charges et les consommateurs du réseau de bord du véhicule automobile ainsi que pour recharger sa batterie en mode alternateur.  When the electric winding 35 is electrically powered from the brushes 23, the rotor 12 is magnetized and becomes an inductor rotor with formation of magnetic north-south poles at the claws. This inductor rotor creates an alternating induced current in the stator induced when the shaft 13 is rotating. The power module of the electronic assembly 36 then transforms this AC induced current into a direct current, in particular to supply the loads and the consumers of the on-board network of the motor vehicle as well as to recharge its battery in alternator mode.
Pour permettre la mise en place de nouvelles fonctions, le véhicule a besoin d'un réseau électrique plus puissant que celui classiquement utilisé. Pour cela, le véhicule peut comporter deux batteries distinctes comme illustré sur la figure 10. La première batterie 76 alimente un premier réseau électrique classiquement utilisé dans les véhicules automobiles. La seconde batterie 77 alimente un second réseau électrique présentant des potentiels électriques différents de ceux du réseau classique. En particulier, la seconde batterie 77 est plus puissante que la première batterie 76. Par exemple, les potentiels électriques du premier réseau électrique varient entre 0V et 12V et ceux du second réseau électrique varient entre 0V et 60V et notamment entre 0V et 48V. Les deux batteries sont reliées entre elles par un convertisseur électronique DC/DC 43 dit convertisseur continu-continu.  To allow the introduction of new functions, the vehicle needs a more powerful electrical network than that conventionally used. For this, the vehicle may comprise two separate batteries as shown in Figure 10. The first battery 76 feeds a first power grid conventionally used in motor vehicles. The second battery 77 supplies a second electrical network having electrical potentials different from those of the conventional network. In particular, the second battery 77 is more powerful than the first battery 76. For example, the electrical potentials of the first electrical network vary between 0V and 12V and those of the second electrical network vary between 0V and 60V and in particular between 0V and 48V. The two batteries are interconnected by an electronic converter DC / DC 43 said DC-DC converter.
L'excitation de la machine électrique tournante 10 fonctionne avec le second réseau électrique. Ainsi, l'alimentation de la bobine rotorique 35 est réalisée par le second réseau qui est directement relié à l'ensemble électronique 36 de la machine 10 et en particulier au module de commande 61 .  The excitation of the rotating electrical machine 10 operates with the second electrical network. Thus, the supply of the rotor coil 35 is carried out by the second network which is directly connected to the electronic assembly 36 of the machine 10 and in particular to the control module 61.
Le véhicule comporte également un module de contrôle moteur 41 permettant de piloter la machine 10 en fonction de ce que souhaite l'utilisateur. Ce module 41 transmet des signaux de commande à l'ensemble électronique 36 de ladite machine et en particulier au module de commande 61 . Ce module 41 fonctionne avec le premier réseau électrique. Ainsi, l'ensemble électronique 36, et en particulier le module de commande 61 , est agencé de manière à pouvoir gérer ces deux réseaux électriques différents. The vehicle also comprises a motor control module 41 for controlling the machine 10 according to what the user wants. This module 41 transmits control signals to the electronic assembly 36 of said machine and in particular to the module 61. This module 41 operates with the first power grid. Thus, the electronic assembly 36, and in particular the control module 61, is arranged so as to be able to manage these two different electrical networks.
En outre, la carcasse du véhicule est reliée à un potentiel de masse châssis 75 qui est le même que le potentiel de masse du convertisseur DC/DC 43. Le carter 1 1 qui est en contact avec la carcasse est lui aussi au potentiel de masse châssis 75. Le module de commande 61 est relié à la masse via sa connexion avec le module de contrôle moteur 41 . Cependant, cette connexion se faisant au moyen de fils qui peuvent être plus ou moins longs en fonction de l'agencement du véhicule, la masse ramenée peut être légèrement différente de la masse châssis 75. Pour des raisons de compatibilité électromagnétique, le module de commande 61 a besoin d'avoir un accès plus direct à la masse châssis 75. Le porte- balai 24 est utilisé pour ramener la masse châssis 75 au module de commande 61 .  In addition, the vehicle carcass is connected to a chassis ground potential 75 which is the same as the ground potential of the DC / DC converter 43. The casing 1 1 which is in contact with the carcass is also at ground potential. chassis 75. The control module 61 is connected to ground via its connection with the engine control module 41. However, this connection being made by means of son that can be longer or shorter depending on the vehicle layout, the mass brought down may be slightly different from the chassis weight 75. For reasons of electromagnetic compatibility, the control module 61 needs to have a more direct access to the chassis mass 75. The brush holder 24 is used to bring the chassis mass 75 back to the control module 61.
Dans une variante de réalisation, le véhicule peut comporter une unique batterie avec un niveau de puissance équivalent à celui de la deuxième batterie 77. Un transformateur pourra être utilisé pour créer l'autre réseau électrique afin d'alimenter le module de contrôle moteur.  In an alternative embodiment, the vehicle may comprise a single battery with a power level equivalent to that of the second battery 77. A transformer may be used to create the other power grid to power the engine control module.
Comme on peut le voir sur l'exemple de la figure 2, le porte-balai 24 est monté, sur le palier arrière 17, autour du collecteur 22 qui est monté à une extrémité arrière de l'arbre 13. L'ensemble électronique 36 est également monté sur le palier arrière 17 et comporte un logement dans lequel le collecteur 22 et le porte-balai 24 viennent s'insérer au moins partiellement.  As can be seen in the example of Figure 2, the brush holder 24 is mounted on the rear bearing 17 around the manifold 22 which is mounted at a rear end of the shaft 13. The electronic assembly 36 is also mounted on the rear bearing 17 and comprises a housing in which the collector 22 and the brush holder 24 are inserted at least partially.
Le porte-balai 24 comporte un boîtier 37 réalisé dans un matériau électriquement isolant et deux balais 23. Chaque balai 23 est à un potentiel électrique du second réseau afin d'alimenter la bobine rotorique 35 via le collecteur 22. Le boîtier 37 comporte deux logements 39 distincts dans lesquels sont insérés au moins partiellement les balais 23. Chaque logement 39 est débouchant sur une paroi radiale interne du boîtier de manière à ce que le balai associé vienne en contact de la bague collectrice 21 correspondante. Chaque balai 23 s'étend dans une direction radiale par rapport à l'axe X et présente une face interne et une face externe opposées radialement, la face interne étant en contact avec la bague collectrice 21 associée. En outre, le porte-balai 24 comporte des ressorts 40, visibles sur la figure 1 , disposés dans les logements 39, chaque ressort étant associé à un balai 23 et exerçant une force sur la face externe du balai associé. De préférence, la force exercée est de direction radiale. Lorsque le porte-balai 24 est monté autour du collecteur 22, chaque ressort 40 est dans un état compressé. La force exercée par le ressort sur le balai permet de garantir le contact électrique entre ledit balai et la bague collectrice tout en compensant l'usure du balai dû au mouvement de rotation de la bague. The brush holder 24 comprises a housing 37 made of an electrically insulating material and two brushes 23. Each brush 23 is at an electrical potential of the second network in order to supply the rotor coil 35 via the collector 22. The housing 37 comprises two housings 39 each in which are inserted at least partially the brushes 23. Each housing 39 is opening on a radial inner wall of the housing so that the associated brush comes into contact with the ring collector 21 corresponding. Each brush 23 extends in a radial direction relative to the axis X and has an inner face and an outer face radially opposite, the inner face being in contact with the associated slip ring 21. In addition, the brush holder 24 comprises springs 40, visible in Figure 1, arranged in the housing 39, each spring being associated with a brush 23 and exerting a force on the outer face of the associated brush. Preferably, the force exerted is of radial direction. When the brush holder 24 is mounted around the manifold 22, each spring 40 is in a compressed state. The force exerted by the spring on the broom ensures electrical contact between said brush and the slip ring while compensating for the wear of the brush due to the rotational movement of the ring.
Le porte-balai 24 comporte, en outre, un capot de protection 38 s'étendant à partir de l'extrémité du boîtier 37 dans laquelle les logements 39 sont débouchant. Le capot de protection 38 vient entourer le collecteur 22 et l'extrémité de l'arbre 13. Le capot de protection permet alors d'isoler les contacts électriques respectifs entre les balais et les bagues collectrices de l'environnement extérieur.  The brush holder 24 further comprises a protective cover 38 extending from the end of the housing 37 in which the housings 39 are opening. The protective cover 38 surrounds the collector 22 and the end of the shaft 13. The protective cover then makes it possible to isolate the respective electrical contacts between the brushes and the slip rings of the external environment.
Dans l'exemple de la figure 3, le porte-balai 24 comporte deux traces d'excitation électrique 44, chacune d'elle étant à un potentiel électrique différent et permet d'alimenter un balai 23. Par exemple, un des balais est à un potentiel électrique positif du second réseau électrique et l'autre balai est à un potentiel électrique négatif ou de masse du second réseau électrique. Les traces d'excitation 44 sont isolées électriquement l'une de l'autre grâce au boîtier 37.  In the example of Figure 3, the brush holder 24 comprises two electrical excitation traces 44, each of which is at a different electrical potential and can feed a brush 23. For example, one of the brushes is at a positive electric potential of the second electrical network and the other brush is at a negative electric potential or mass of the second electrical network. The excitation traces 44 are electrically isolated from each other thanks to the housing 37.
Les traces d'excitation 44 sont formées de la même manière. Ainsi, chaque trace 44 présente une première portion de connexion 45 avec l'ensemble électronique 36, une deuxième portion de connexion 46 avec le balai 23 associé et une portion de liaison 47 permettant de relier la première et la deuxième portion de connexion entre elles.  The excitation traces 44 are formed in the same way. Thus, each trace 44 has a first connection portion 45 with the electronic assembly 36, a second connection portion 46 with the associated brush 23 and a connecting portion 47 for connecting the first and the second connection portion together.
De préférence, la portion de liaison 47 est entièrement logée dans le boîtier 37 du porte-balai comme cela est illustré sur la figure 4. La deuxième portion de connexion 46 est reliée électriquement à une tresse (non représentée) qui est elle même reliée au balai 23 associé. Cette deuxième portion de connexion est logée dans une paroi d'extrémité du boîtier 37 de manière apparente pour permettre de simplifier la connexion avec la tresse. Notamment, ladite deuxième portion est positionnée dans la paroi d'extrémité radiale externe du boîtier 37. La tresse est disposée à l'intérieur du logement 39 correspondant et est reliée à la portion de connexion par exemple par sertissage et/ou par soudure. Alternativement, la deuxième portion de connexion pourrait être positionnée dans un logement du boîtier et non sur sa surface. Preferably, the connecting portion 47 is entirely housed in the housing 37 of the brush holder as shown in FIG. 4. The second connection portion 46 is electrically connected to a braid (not shown) which is itself connected to the brush 23 associated. This second connection portion is housed in an end wall of the housing 37 in an apparent manner to simplify the connection with the braid. In particular, said second portion is positioned in the outer radial end wall of the casing 37. The braid is disposed inside the corresponding housing 39 and is connected to the connecting portion, for example by crimping and / or welding. Alternatively, the second connection portion could be positioned in a housing of the housing and not on its surface.
Le porte-balai 24 comporte, en outre, une trace de masse 64 permettant de transmettre la masse châssis 75 à l'ensemble électronique 32 et en particulier au module de commande 61 . Cette trace de masse 64 comporte une première face de connexion 65 avec l'ensemble électronique 36, une deuxième face de connexion 66 avec le carter 1 1 , et notamment le palier arrière 17, et un corps 67.  The brush holder 24 further comprises a ground trace 64 making it possible to transmit the chassis ground 75 to the electronic assembly 32 and in particular to the control module 61. This mass trace 64 comprises a first connection face 65 with the electronic assembly 36, a second connection face 66 with the housing 1 1, and in particular the rear bearing 17, and a body 67.
De préférence, la trace de masse est logée dans un logement du boîtier 37. Le logement est débouchant, notamment axialement, de manière à ce que les faces de connexion 65, 66 soit disposées de manière apparentes.  Preferably, the ground trace is housed in a housing housing 37. The housing is open, in particular axially, so that the connection faces 65, 66 is arranged visibly.
Par exemple, le corps 67 présente une forme ayant une section sensiblement rectangulaire, la première face 65 et la deuxième face 66 étant des faces opposées dudit rectangle. Ainsi, la première face de connexion 65 s'étend en regard de l'ensemble électronique 36 et la deuxième face de connexion 66 s'étend en regard du carter 1 1 . De préférence, lesdites faces sont opposées axialement.  For example, the body 67 has a shape having a substantially rectangular section, the first face 65 and the second face 66 being opposite faces of said rectangle. Thus, the first connection face 65 extends opposite the electronic assembly 36 and the second connection face 66 extends opposite the housing 1 January. Preferably, said faces are axially opposed.
Les premières portions 45 des traces d'excitation 44 sont logées dans une paroi d'extrémité du boîtier 37 de manière apparente. Ladite paroi est en regard de l'ensemble électronique 36, de préférence il s'agit d'une paroi d'extrémité axiale du boîtier 37.  The first portions 45 of the excitation traces 44 are housed in an end wall of the housing 37 in an apparent manner. Said wall is opposite the electronic assembly 36, preferably it is an axial end wall of the housing 37.
Comme bien visible sur la figure 9, chaque première portion de connexion 45 est en contact, de préférence direct, avec une trace d'excitation 48 associée de l'ensemble électronique 36. De manière similaire, la première face 65 est en contact, de préférence direct, avec une trace de masse 63 associée de l'ensemble électronique 36. As clearly visible in FIG. 9, each first connection portion 45 is in contact, preferably direct, with an associated excitation trace 48 of the electronic assembly 36. Similarly, the first face 65 is in contact, preferably direct, with an associated ground trace 63 of the electronic assembly 36.
L'ensemble électronique 36 comporte donc une trace de masse 63 et deux traces d'excitation 48. Ces traces permettent de relier électriquement le module de commande aux traces respectives 44, 64 du porte-balai 24.  The electronic assembly 36 thus comprises a ground trace 63 and two excitation traces 48. These traces make it possible to electrically connect the control module to the respective traces 44, 64 of the brush holder 24.
Dans l'exemple des figures 6 et 7, les traces d'excitation 48 et la trace de masse 63 présentent chacune une première portion de connexion 68 avec les traces respectives du porte-balai, une deuxième portion de connexion 69 avec le module de commande 61 et une portion de liaison 70 permettant de relier la première et la deuxième portion de connexion entre elles. De préférence, les portions de liaison 70 sont surmoulées au moins en partie dans le boîtier 62 de l'ensemble électronique 36. Toujours de préférence, les premières portions 68 et les deuxièmes portions 69 s'étendent en saillie de part et d'autre du boîtier 62. Par exemple, les deuxièmes portions de connexion 69 présentent chacune une forme de patte de connexion coopérant avec des logements du module de commande 61 .  In the example of FIGS. 6 and 7, the excitation traces 48 and the ground trace 63 each have a first connection portion 68 with the respective traces of the brush holder, a second connection portion 69 with the control module 61 and a connecting portion 70 for connecting the first and second connection portion together. Preferably, the connecting portions 70 are overmolded at least partly in the housing 62 of the electronic assembly 36. Still preferably, the first portions 68 and the second portions 69 project from both sides of the For example, the second connection portions 69 each have a form of connection tab cooperating with housings of the control module 61.
Dans une variante de réalisation non représentée, les traces d'excitation 48 et la trace de masse 63 peuvent s'étendre en saillie directement à partir du module de commande 61 .  In an embodiment variant not shown, the excitation traces 48 and the ground trace 63 may extend projecting directly from the control module 61.
Un dispositif de fixation 49 permet de garantir le contact entre les premières portions 68 des traces d'excitation 48 de l'ensemble électronique 36 et les premières portions 45 des traces d'excitation 44 du porte-balai ainsi que le contact entre la première portion 68 de la trace de masse 63 de l'ensemble électronique 36 et la première face 65 de la trace de masse 64 du porte-balai et le contact entre la deuxième face 66 de la trace de masse 64 du porte-balai et le carter 1 1 . Par exemple, le boîtier 37 du porte-balai 24 et le boîtier 62 de l'ensemble électronique 36 comportent, chacun, une ouverture disposée en vis-à-vis l'une de l'autre pour permettre le passage du dispositif de fixation 49. Le dispositif de fixation 49 est par exemple une vis ou un tirant.  A fixing device 49 makes it possible to guarantee the contact between the first portions 68 of the excitation traces 48 of the electronic assembly 36 and the first portions 45 of the excitation traces 44 of the brush holder as well as the contact between the first portion 68 of the mass trace 63 of the electronic assembly 36 and the first face 65 of the ground trace 64 of the brush holder and the contact between the second face 66 of the ground trace 64 of the brush holder and the housing 1 1. For example, the housing 37 of the brush holder 24 and the housing 62 of the electronic assembly 36 each comprise an opening disposed facing each other to allow the passage of the fixing device 49. The fixing device 49 is for example a screw or a tie rod.
Dans cet exemple, les premières portions 45 des traces d'excitation 44 présentent chacune une forme d'arc de cercle et sont positionnées autour de l'ouverture 55 formée dans le boitier 37. Les deux portions de connexion 45 des traces d'excitation 44 sont positionnées de manière symétrique par rapport à ladite ouverture. La trace de masse 64 est disposée entre lesdites premières portions 45 des traces d'excitation 44. Par exemple, la surface de la première face 65 est inférieure à la surface de l'une ou l'autre des premières portions 45. In this example, the first portions 45 of the excitation traces 44 each have a shape of a circular arc and are positioned around the opening 55 formed in the housing 37. The two connecting portions 45 of the excitation traces 44 are positioned symmetrically with respect to said opening. The mass trace 64 is disposed between said first portions 45 of the excitation traces 44. For example, the surface of the first face 65 is smaller than the surface of one or the other of the first portions 45.
Les premières portions 68 des traces d'excitation 48 et de la trace de masse 63 de l'ensemble électronique 36 présentent chacune une forme adaptée à celle de la première portion 45 ou de la première face 65 avec laquelle elle est en contact. La trace de masse 63 est disposée entre les traces d'excitation 48.  The first portions 68 of the excitation traces 48 and the ground trace 63 of the electronic assembly 36 each have a shape adapted to that of the first portion 45 or the first face 65 with which it is in contact. The mass trace 63 is arranged between the excitation traces 48.
Les différentes premières portions 68, 45 et la première face 65 s'étendent de manière sensiblement plane et en vis-à-vis de la portion respective avec laquelle elle vient en contact. Par exemple, une graisse de contact peut être rajoutée, notamment au niveau du contact électrique entre les traces d'excitation du porte-balais et celles de l'ensemble électronique, pour éviter la corrosion desdites traces.  The different first portions 68, 45 and the first face 65 extend substantially flat and vis-à-vis the respective portion with which it comes into contact. For example, a contact grease can be added, particularly at the electrical contact between the excitation traces of the brush holder and those of the electronic assembly, to prevent corrosion of said traces.
L'ensemble électronique 36 comporte une pièce de serrage 50 réalisée en matériau électriquement isolant et positionnée de manière à exercer une pression sur les premières portions 68 afin de garantir un bon contact électrique. Cette pièce de serrage est positionnée entre une partie du dispositif de fixation 49, telle qu'une tête de vis, et les traces 48, 63 de l'ensemble électronique. Elle permet en outre d'isoler électriquement le dispositif de fixation 49 desdites traces 48. Lors de l'assemblage de la machine, cette pièce de serrage 50 est insérée dans un logement 73 aménagé dans le boitier 62 de l'ensemble électronique 36, au moins une partie des traces 48, 63 de l'ensemble électronique s'étendant également dans ledit logement 73. Le logement 73 peut être débouchant axialement.  The electronic assembly 36 comprises a clamping piece 50 made of electrically insulating material and positioned to exert pressure on the first portions 68 to ensure good electrical contact. This clamping piece is positioned between a part of the fixing device 49, such as a screw head, and the tracks 48, 63 of the electronic assembly. It also makes it possible to electrically isolate the fixing device 49 from said traces 48. During assembly of the machine, this clamping piece 50 is inserted into a housing 73 arranged in the housing 62 of the electronic assembly 36, at least part of the traces 48, 63 of the electronic assembly also extending into said housing 73. The housing 73 may be opening axially.
De préférence, le dispositif de fixation 49 pourra également comporter une rondelle 60 positionnée entre une partie du dispositif de fixation 49 et la pièce de serrage 50.  Preferably, the fixing device 49 may also comprise a washer 60 positioned between a portion of the fixing device 49 and the clamping piece 50.
Dans cet exemple, le dispositif de fixation 49 permettant le contact électrique entre les traces d'excitation 44 et les traces d'excitation 48 ainsi que le contact électrique entre la trace de masse 64, la trace de masse 63 et le palier arrière 17 permet également de fixer le porte-balai 24 sur le palier arrière 17. De préférence, l'ouverture du palier arrière 17 présente une portion taraudée coopérant avec une portion filetée du dispositif de fixation 49. De plus, l'ouverture du palier arrière 17 est formée dans un plot 42 s'étendant en saillie à partir du plateau dudit palier. Comme dans l'exemple de la figure 9, la trace de masse 64 du porte-balai est en contact avec ledit plot et en particulier avec une extrémité axiale dudit plot. Par exemple, l'ouverture de l'ensemble électronique 36 est formée dans la pièce de serrage 50 qui est insérée dans le logement 73. In this example, the fixing device 49 allowing electrical contact between the excitation traces 44 and the excitation traces 48 and that the electrical contact between the ground trace 64, the ground trace 63 and the rear bearing 17 also makes it possible to fix the brush holder 24 on the rear bearing 17. Preferably, the opening of the rear bearing 17 has a threaded portion cooperating with a threaded portion of the fixing device 49. In addition, the opening of the rear bearing 17 is formed in a stud 42 projecting from the plateau of said bearing. As in the example of Figure 9, the mass trace 64 of the brush holder is in contact with said pad and in particular with an axial end of said pad. For example, the opening of the electronic assembly 36 is formed in the clamping piece 50 which is inserted in the housing 73.
En outre, le boîtier 37 du porte-balai 24 comporte une portion de fixation portant les premières portions 45 des traces d'excitations 44, la trace de masse 64 et l'ouverture 55 à travers laquelle passe le dispositif de fixation 49. Dans cet exemple de réalisation, la portion de fixation est positionné sur un côté latéral du boîtier 37, c'est-à-dire sur une portion du porte-balai s'étendant entre les deux extrémités radiales interne et externe du boîtier 37. Dans une variante de réalisation, la portion de fixation pourrait être positionnée sur une extrémité radiale externe du boîtier 37.  In addition, the housing 37 of the brush holder 24 comprises a fixing portion carrying the first portions 45 of the excitation traces 44, the ground trace 64 and the opening 55 through which the fixing device 49 passes. embodiment, the fixing portion is positioned on a lateral side of the housing 37, that is to say on a portion of the brush holder extending between the two inner and outer radial ends of the housing 37. In a variant of embodiment, the fixing portion could be positioned on an outer radial end of the housing 37.
Pour faciliter le positionnement du porte-balai 24 sur le palier arrière 17, le porte-balai comporte, ici, un premier plot d'indexage 58 permettant d'indexer ledit porte-balai sur ledit palier dans une première direction et un second plot d'indexage 59 permettant d'indexer ledit porte-balai sur ledit palier dans une seconde direction perpendiculaire à la première direction.  To facilitate the positioning of the brush holder 24 on the rear bearing 17, the brush holder comprises, here, a first indexing pad 58 for indexing said brush holder on said bearing in a first direction and a second pin of indexing 59 for indexing said brush holder on said bearing in a second direction perpendicular to the first direction.
Dans cet exemple de réalisation et comme illustré sur les figures 8 et 9, la pièce de serrage 50 comporte un corps et une portion de cylindre 51 s'étendant en saillie axiale à partir dudit corps vers le porte-balai 24 et formant un arc de cercle entourant au moins partiellement les connexions entre le traces d'excitation 44, 48 et les traces de masse 64, 63. La portion de cylindre 51 permet d'isoler électriquement lesdites connexions de l'environnement extérieur. Le boîtier 37 peut comporter une rainure 54 permettant de recevoir la portion de cylindre 51 .  In this exemplary embodiment and as illustrated in FIGS. 8 and 9, the clamping piece 50 comprises a body and a cylinder portion 51 projecting axially from said body towards the brush holder 24 and forming an arc of circle at least partially surrounding the connections between the excitation traces 44, 48 and the mass traces 64, 63. The cylinder portion 51 electrically isolates said connections from the external environment. The housing 37 may include a groove 54 for receiving the cylinder portion 51.
Toujours dans l'exemple représenté sur ces figures, la pièce de serrage 50 comporte un manchon 52 s'étendant en saillie axiale à partir du corps de ladite pièce vers le porte-balai 24. Le manchon est positionné entre le dispositif de fixation 49 et les connexions entre le traces d'excitation 44, 48 et les traces de masse 64, 63 de manière à entourer ledit dispositif de fixation 49. Ledit manchon 52 permet d'isoler électriquement le dispositif de fixation 49 qui est en contact avec le palier arrière 17 desdites connexions. Still in the example shown in these figures, the clamping piece 50 comprises a sleeve 52 extending in axial projection from from the body of said piece to the brush holder 24. The sleeve is positioned between the fixing device 49 and the connections between the excitation traces 44, 48 and the mass traces 64, 63 so as to surround said fixing device 49. Said sleeve 52 electrically isolates the fixing device 49 which is in contact with the rear bearing 17 of said connections.
Toujours dans l'exemple représenté sur ces figures, la pièce de serrage 50 comporte un muret 53 s'étendant en saillie à partir du corps de ladite pièce vers le porte-balai 24 entre la portion de cylindre 51 le manchon 52. En particulier, le muret 53 s'étend entre les deux premières portions de connexion 45 des deux traces d'excitation 44 afin de les isoler électriquement l'une par rapport à l'autre et d'éviter la formation de pont salin. Le boîtier 37 peut comporter une cavité 46 dans laquelle le muret 53 peut s'insérer.  Still in the example shown in these figures, the clamping piece 50 comprises a wall 53 projecting from the body of said piece towards the brush holder 24 between the cylinder portion 51 and the sleeve 52. In particular, the wall 53 extends between the two first connection portions 45 of the two excitation traces 44 to isolate them electrically with respect to each other and to avoid the formation of salt bridge. The housing 37 may include a cavity 46 in which the wall 53 can be inserted.
La pièce de serrage 50 comporte deux murets 71 positionnés, chacun entre la première face 65 de la trace de masse 64 et la première portion 45 de l'une ou l'autre des traces d'excitation 44. Les murets 71 peuvent s'étendre à partir du manchon 52, de préférence dans une direction sensiblement radiale. Les murets permettent d'isoler électriquement la trace de masse par rapport aux traces d'excitation et d'éviter la formation de ponts salins. Le boîtier 37 peut comporter des encoches 72 dans lesquelles les murets 71 peuvent s'insérer respectivement.  The clamping piece 50 comprises two walls 71 positioned, each between the first face 65 of the ground trace 64 and the first portion 45 of one or other of the excitation traces 44. The walls 71 may extend from the sleeve 52, preferably in a substantially radial direction. Walls are used to electrically isolate the mass trace from the traces of excitation and to avoid the formation of salt bridges. The housing 37 may include notches 72 in which the walls 71 can be inserted respectively.
Dans une variante de réalisation non représentée, la portion de cylindre, le manchon et les murets peuvent être formés sur le boîtier 37 du porte-balai 24. La pièce de serrage 50 comporte alors une rainure permettant de recevoir la portion de cylindre, un diamètre de l'ouverture élargi permettant de recevoir le manchon, une cavité et des encoches permettant de recevoir les murets.  In an alternative embodiment not shown, the cylinder portion, the sleeve and the walls may be formed on the housing 37 of the brush holder 24. The clamping piece 50 then comprises a groove for receiving the cylinder portion, a diameter the widened opening for receiving the sleeve, a cavity and notches for receiving the walls.
La pièce de serrage 50 peut comporter une collerette 74 s'étendant en saillie à partir du corps de ladite pièce dans une direction opposée axialement au porte-balai 24 et de manière à entourer au moins partiellement le dispositif de fixation 49. La collerette s'étend, de préférence, sur toute la circonférence du corps et à partir d'une périphérie externe dudit corps. Cela permet de protéger ledit dispositif de fixation de l'environnement extérieur. The clamping piece 50 may comprise a flange 74 projecting from the body of said piece in a direction axially opposed to the brush holder 24 and so as to at least partially surround the fixing device 49. The collar extends, from preferably, over the entire circumference of the body and from an outer periphery of said body. This makes it possible to protect said fixing device from the outside environment.
La présente invention trouve des applications en particulier dans le domaine des alternateurs, alterno-démarreurs ou machines réversibles mais elle pourrait également s'appliquer à tout type de machine électrique tournante.  The present invention finds applications in particular in the field of alternators, alternator-starters or reversible machines, but it could also apply to any type of rotating electrical machine.
Bien entendu, la description qui précède a été donnée à titre d'exemple uniquement et ne limite pas le domaine de la présente invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les différents éléments par tous autres équivalents.  Of course, the foregoing description has been given by way of example only and does not limit the scope of the present invention which would not be overcome by replacing the various elements by any other equivalents.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Machine électrique tournante notamment pour véhicule automobile, la machine (10) comportant : 1. Rotating electrical machine especially for a motor vehicle, the machine (10) comprising:
- des parties actives comprenant notamment un rotor (12) et un stator (15) ;  active parts including in particular a rotor (12) and a stator (15);
- un carter (1 1 ) entourant les parties actives ;  a casing (1 1) surrounding the active parts;
- un porte-balai (24) comportant :  a brush holder (24) comprising:
- au moins un balai (23) permettant l'alimentation électrique d'une des parties actives,  at least one broom (23) for supplying power to one of the active parts,
- au moins une trace d'excitation électrique (44) dudit balai, at least one electric excitation trace (44) of said brush,
- un boîtier (37) formé d'un matériau électriquement isolant, le boîtier entourant au moins une partie de la trace d'excitation (44) et comportant un logement (39) logeant au moins en partie le balai (23) ; et - a housing (37) formed of an electrically insulating material, the housing surrounding at least a portion of the excitation trace (44) and having a housing (39) housing at least partially the blade (23); and
- un ensemble électronique (36) comportant un module de commande (61 ) adapté pour piloter ladite machine et une trace d'excitation (48) reliant la trace d'excitation (44) du porte-balai audit module de commande,  an electronic assembly (36) comprising a control module (61) adapted to drive said machine and an excitation trace (48) connecting the excitation trace (44) of the brush holder to said control module,
la machine électrique tournante étant caractérisée en ce que l'ensemble électronique (36) comporte une trace de masse (63), ladite trace de masse (63) étant reliée électriquement au module de commande (61 ) et au carter (1 1 ) par l'intermédiaire du porte-balai (24).  the rotating electrical machine being characterized in that the electronic assembly (36) comprises a ground trace (63), said ground trace (63) being electrically connected to the control module (61) and to the housing (1 1) by via the brush holder (24).
2. Machine selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le porte- balai (24) comporte une trace de masse (64) qui est reliée électriquement, d'une part, au carter (1 1 ) et, d'autre part, à la trace de masse (63) de l'ensemble électronique (36). 2. Machine according to claim 1, characterized in that the brush holder (24) comprises a ground trace (64) which is electrically connected, on the one hand, to the housing (1 1) and, on the other hand, in the mass trace (63) of the electronic assembly (36).
3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que la trace de masse (64) du porte-balai (24) est logée au moins en partie dans un logement formé dans le boîtier (37) dudit porte-balai. 3. Machine according to claim 2, characterized in that the mass trace (64) of the brush holder (24) is housed at least partly in a housing formed in the housing (37) of said brush holder.
4. Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que le logement est débouchant de manière à ce que la trace de masse (64) présente une première portion de connexion avec la trace de masse (63) de l'ensemble électronique (36) et une deuxième portion de connexion avec le carter (1 1 ), la première portion de connexion et la deuxième portion de connexion étant, respectivement, formées par une première face (65) et une deuxième face (66) de la trace de masse (64) reliées électriquement entre elles. 4. Machine according to claim 3, characterized in that the housing is opening so that the mass trace (64) has a first connection portion with the mass trace (63) of the electronic assembly (36). and a second connection portion with the housing (1 1), the first connection portion and the second connection portion being, respectively, formed by a first face (65) and a second face (66) of the ground trace ( 64) electrically connected to each other.
5. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que la trace de masse (64) du porte-balai (24) présente une forme de section rectangulaire, la première face (65) et la deuxième face (66) étant des faces opposées l'une par rapport à l'autre. 5. Machine according to claim 4, characterized in that the mass trace (64) of the brush holder (24) has a rectangular cross-sectional shape, the first face (65) and the second face (66) being opposite faces. one with respect to the other.
6. Machine selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce qu'un contact électrique entre la trace de masse (64) du porte-balai (24) et la trace de masse (63) de l'ensemble électronique (36) et un contact électrique entre la trace de masse (64) dudit porte-balai et le carter (1 1 ) sont réalisés au moyen d'un même dispositif de fixation (49). 6. Machine according to any one of claims 2 to 5, characterized in that an electrical contact between the mass trace (64) of the brush holder (24) and the mass trace (63) of the electronic assembly (36) and an electrical contact between the ground trace (64) of said brush holder and the housing (1 1) are made by means of the same fixing device (49).
7. Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que le porte- balai (24) est monté sur le carter (1 1 ) au moyen du dispositif de fixation (49). 7. Machine according to claim 6, characterized in that the brush holder (24) is mounted on the housing (1 1) by means of the fixing device (49).
8. Machine selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisée en ce qu'un contact électrique entre la trace de masse (64) du porte-balai (24) et la trace de masse (63) de l'ensemble électronique (36) est réalisé par vissage. 8. Machine according to any one of claims 2 to 7, characterized in that an electrical contact between the mass trace (64) of the brush holder (24) and the mass trace (63) of the electronic assembly (36) is made by screwing.
9. Machine selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisée en ce qu'un contact électrique entre la trace de masse (64) du porte-balai (24) et le carter (1 1 ) est réalisé par vissage. 9. Machine according to any one of claims 2 to 8, characterized in that an electrical contact between the ground trace (64) of the brush holder (24) and the housing (1 1) is formed by screwing.
10. Machine selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisée en ce que l'ensemble électronique (36) comporte une pièce de serrage (50) réalisée en matériau électriquement isolant et positionnée de manière à exercer une pression sur la trace d'excitation (48) et la trace de masse (63) de l'ensemble électronique. 10. Machine according to any one of claims 2 to 9, characterized in that the electronic assembly (36) comprises a clamping piece (50) made of electrically insulating material and positioned to exert pressure on the trace of excitation (48) and the mass trace (63) of the electronic assembly.
1 1 . Machine selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisée en ce que le carter (1 1 ) comporte au moins un palier (17) et un plot (42) s'étendant en saillie à partir du palier, le plot étant agencé pour permettre le montage du porte-balai (24) et pour permettre le contact électrique entre le carter (1 1 ) et la trace de masse (64) dudit porte-balai. 1 1. Machine according to any one of claims 2 to 10, characterized in that the casing (1 1) comprises at least one bearing (17) and a stud (42) projecting from the bearing, the stud being arranged to allow mounting of the brush holder (24) and to allow electrical contact between the housing (1 1) and the ground trace (64) of said brush holder.
12. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 , caractérisée en ce que le porte-balai et l'ensemble électronique sont distincts l'un de l'autre. 12. Machine according to any one of claims 1 to 1 1, characterized in that the brush holder and the electronic assembly are distinct from one another.
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