FR2864367A1 - Dispositif de ventilation pour machine electrique tournante autour d'un arbre, a ventilateur independant de l'arbre - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de ventilation pour une machine électrique tournante autour d'un arbre (1) , cette machine (10) comprenant un rotor cylindrique (20) traversé par l'arbre (1) suivant son axe de symétrie et solidaire en rotation de cet arbre (1), un stator (30) coaxial au rotor (20) et entourant celui-ci, et un dispositif d'alimentation (40) produisant un courant électrique de commande (45), l'un du rotor (20) ou du stator (30) constituant un inducteur excité par le courant électrique de commande (45) pour engendrer un champ magnétique, et l'autre constituant un induit dans lequel le champ magnétique de l'inducteur génère un courant induit, le dispositif de ventilation (50) comprenant au moins un ventilateur (51) coaxial à l'arbre (1).Selon l'invention, le dispositif de ventilation comprend un organe (52) d'entraînement en rotation du ventilateur (51) indépendant de l'arbre (1).

Description

2864367 1

L'invention concerne en général les dispositifs de ventilation pour machines électriques tournantes.

Plus précisément, l'invention concerne selon un premier aspect un dispositif de ventilation pour une machine électrique tournante autour d'un arbre, cette machine comprenant un rotor traversé par l'arbre et solidaire en rotation de cet arbre, un stator présentant une face annulaire centrée sur l'arbre et s'étendant en regard d'une face annulaire correspondante du rotor et un dispositif d'alimentation produisant un courant électrique de commande, l'un du rotor ou du stator constituant un inducteur excité par le courant électrique de commande pour engendrer un champ magnétique, et l'autre constituant un induit dans lequel le champ magnétique de l'inducteur génère un courant induit, le dispositif de ventilation comprenant au moins un ventilateur.

Des dispositifs de ce type sont connus par exemple par le document EP A 0 331 559 et comprennent au moins un ventilateur directement liés en rotation au rotor de la machine électrique tournante.

Ces dispositifs présentent des défauts, en particulier quand la machine tournante est un ralentisseur de véhicule automobile dont le rotor est lié en rotation à l'arbre de transmission du véhicule, cet arbre transmettant aux roues le mouvement de rotation du moteur.

En effet, dans certains cas, le ralentisseur fonctionne à pleine puissance alors que la vitesse de rotation de l'arbre de transmission est faible. Il en découle une surchauffe du ralentisseur, la vitesse de rotation du ventilateur n'étant pas suffisante pour assurer un refroidissement correct de l'induit.

Dans d'autres cas, le ralentisseur ne fonctionne pas alors que l'arbre tourne à une vitesse de rotation importante. Les pertes aérauliques, qui varient avec le cube de la vitesse de rotation du ventilateur, sont alors importantes et peuvent dépasser le niveau de perte à vide préconisé par le constructeur du véhicule pour un tel dispositif.

Enfin, le ventilateur est entraîné à grande vitesse quand l'arbre de transmission tourne lui-même à grande vitesse, ce qui produit un bruit aéraulique très important, gênant pour les passagers du véhicule.

Dans ce contexte, la présente invention a pour but de pallier les défauts mentionnés ci-dessus.

A cette fin, le dispositif de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend un organe d'entraînement en rotation du ventilateur indépendant de l'arbre.

Dans un mode de réalisation possible de l'invention, le dispositif d'alimentation électrique de la machine comprend un organe de commande permettant de faire varier sélectivement le courant électrique de commande, le dispositif de ventilation comprenant un organe de pilotage de l'organe d'entraînement faisant varier la vitesse de rotation du ventilateur en fonction du courant électrique de commande.

De préférence, la vitesse de rotation du ventilateur est faible ou nulle quand l'inducteur n'est pas excité et augmente avec le courant électrique de commande. De plus, la vitesse de rotation du ventilateur est supérieure à celle de l'arbre quand le courant électrique de commande est élevé et la vitesse de rotation de l'arbre faible.

De plus, la vitesse de rotation du ventilateur est supérieure à celle de l'arbre quand le courant électrique de commande est élevé et la vitesse de rotation de l'arbre faible.

En outre, la vitesse de rotation du ventilateur est 35 plafonnée à une vitesse maximum choisie pour générer un bruit aéraulique modéré.

2864367 3 Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de ventilation est implanté dans un véhicule automobile propulsé par un moteur rotatif, l'organe d'entraînement transmettant le mouvement de rotation du moteur au ventilateur.

Alternativement, l'organe d'entraînement est un moteur électrique.

Dans ce cas, le moteur électrique peut être alimenté électriquement par le dispositif d'alimentation 10 électrique.

On notera également que le ventilateur est de type axial ou centrifuge ou hélico-centrifuge. Enfin, le ventilateur peut être coaxial à l'arbre ou non coaxial à l'arbre.

Enfin, le ventilateur peut être coaxial à l'arbre ou non coaxial à l'arbre.

Selon un second aspect, l'invention concerne l'application du dispositif de ventilation présentant les caractéristiques ci-dessus à la constitution d'un dispositif ralentisseur électromagnétique apte à ralentir la vitesse de rotation d'un arbre, ce dispositif ralentisseur comprenant ledit dispositif de ventilation, un rotor traversé par l'arbre et solidaire en rotation de cet arbre, un stator présentant une face annulaire centrée sur l'arbre et s'étendant en regard d'une face annulaire correspondante du rotor et un dispositif d'alimentation produisant un courant électrique de commande, l'un du rotor ou du stator constituant un inducteur excité par le courant électrique de commande pour engendrer un champ magnétique, et l'autre constituant un induit dans lequel le champ magnétique de l'inducteur génère des courants de Foucault, le ventilateur du dispositif de ventilation étant coaxial à l'arbre et étant entraîné en rotation autour de cet arbre.

Dans ce cas, le dispositif d'alimentation comprend une génératrice électrique munie d'un second rotor 2864367 4 traversé par l'arbre et solidaire en rotation de cet arbre, un second stator présentant une seconde face annulaire centrée sur l'arbre et s'étendant en regard d'une seconde face annulaire correspondante du second rotor, et une source de courant, le second stator constituant un second inducteur alimenté par la source de courant et produisant un champ magnétique, le second rotor constituant un second induit dans lequel le champ magnétique du second inducteur produit un courant alternatif.

Avantageusement, le rotor et le stator du dispositif ralentisseur constituent respectivement l'inducteur et l'induit.

De plus, le dispositif d'alimentation comprend un pont redressant le courant alternatif produit par le second rotor en un courant continu constituant le courant de commande.

De préférence, le dispositif de ventilation comprend un second ventilateur coaxial à l'arbre et disposé, le long de cet arbre, entre le rotor et le second rotor, ce second ventilateur étant entraîné en rotation par un second organe d'entraînement indépendant de l'arbre.

Dans ce cas, le second ventilateur peut être de 25 type axial et le ventilateur peut être de type centrifuge ou hélico-centrifuge.

En outre, le dispositif d'alimentation électrique comprend un organe de commande permettant de faire varier sélectivement le courant alimentant le second stator, le dispositif de ventilation comprenant un organe de pilotage de l'organe d'entraînement et du second organe d'entraînement faisant varier les vitesses de rotation du ventilateur et du second ventilateur en fonction du courant alimentant le second stator.

Dans une première variante de réalisation, l'organe de pilotage fait varier les vitesses de rotation du ventilateur et du second ventilateur de façon parallèle.

2864367 5 Dans une seconde variante de réalisation, l'organe de pilotage fait varier les vitesses de rotation du ventilateur et du second ventilateur indépendamment l'une de l'autre.

Par exemple, le dispositif de ventilation peut comprendre au moins un ventilateur fixe, solidaire en rotation de l'arbre.

En outre, le dispositif de ventilation peut comprendre au moins deux ventilateurs entraînés par des 10 moyens indépendants de l'arbre.

Dans ce cas, chacun des ventilateurs peut être au choix axial, centrifuge ou hélico-centrifuge.

On notera de plus que les ventilateurs entraînés par des moyens indépendants de l'arbre peuvent être pilotés de façon à faire varier leurs vitesses de rotation respectives parallèlement.

Alternativement, les ventilateurs entraînés par les moyens indépendants de l'arbre peuvent être pilotés de façon à faire varier leurs vitesses respectives indépendamment les unes des autres.

Enfin, le dispositif ralentisseur peut comprendre un circuit de refroidissement du stator par circulation d'un liquide de refroidissement.

Selon un troisième et dernier aspect, l'invention concerne une méthode de pilotage d'un dispositif de ventilation présentant les caractéristiques ci-dessus, caractérisée en ce que la vitesse de rotation du ventilateur est choisie faible ou nulle quand l'inducteur n'est pas excité.

De plus, la vitesse de rotation du ventilateur augmente avec le courant électrique de commande.

Elle est supérieure à celle de l'arbre quand le courant électrique de commande est élevé et la vitesse de rotation de l'arbre faible.

Enfin, la vitesse de rotation du ventilateur est plafonnée à une vitesse maximum choisie pour générer un bruit aéraulique modéré.

2864367 6 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles: - la figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif ralentisseur selon l'art antérieur, - la figure 2 est une vue en coupe d'un dispositif ralentisseur équipé d'un dispositif de ventilation selon 10 l'invention avec un ventilateur centrifuge, la figure 3 est une vue similaire à la figure 2 avec un dispositif de ventilation muni d'un ventilateur axial, et - la figure 4 est une vue similaire à la figure 2 pour une variante de réalisation dans laquelle le dispositif de ventilation est muni d'un ventilateur axial et d'un ventilateur centrifuge.

L'invention porte sur un dispositif de ventilation adapté pour une machine électrique tournante autour d'un 20 arbre, par exemple un ralentisseur électromagnétique de véhicule automobile.

Une telle machine 10 est décrite dans le document EP A 0 331 559 et est représentée sur les figures 1 et 2, sachant que la figure 1 correspond à la figure 1 de ce document auquel on se reportera pour plus de précisions. Cette machine est donc un dispositif ralentisseur de véhicule automobile dont la fonction est de ralentir l'arbre 1. Cet arbre 1 peut être par exemple l'arbre de sortie de la boîte de vitesses, ou être lié en rotation à l'arbre de sortie de la boîte de vitesses, et est donc entraîné en rotation avec les roues du véhicule. En variante l'arbre 1 est l'arbre d'entrée du pont arrière du véhicule automobile ou un arbre de sortie secondaire de la boîte de vitesse. Dans ce dernier cas le ralentisseur selon l'invention se monte en lieu et place d'un ralentisseur du type hydrodynamique agissant sur l'arbre secondaire pour ralentir l'arbre de sortie de la 2864367 7 boîte de vitesse à la faveur d'un dispositif interne à la boîte de vitesse. On peut prévoir également un multiplicateur de vitesse intervenant entre l'arbre et par exemple l'arbre secondaire de la boîte de vitesse afin de réduire la taille et le poids du ralentisseur.

Le multiplicateur de vitesse est par exemple un train d'engrenage comportant au moins deux roues dentées.

Dans tous les cas le ralentisseur permet de ralentir un arbre de transmission de mouvement à au moins une roue du véhicule, tel que l'arbre moteur intervenant entre l'arbre de sortie de la boîte de vitesse et l'arbre d'entrée du pont arrière du véhicule automobile.

Le freinage du véhicule est ainsi plus sûr et plus endurant.

La machine 10 comprend un rotor cylindrique 20 traversé par l'arbre 1 suivant son axe de symétrie et solidaire en rotation de cet arbre 1, un stator annulaire 30 fixe coaxial au rotor 20 et entourant celui-ci, un dispositif d'alimentation 40 produisant un courant électrique de commande 45, et un dispositif de ventilation 50, qui permet d'augmenter les performances du ralentisseur et/ou de diminuer sa taille et son poids.

Le stator 30 présente une face annulaire, 31 centrée sur l'arbre et s'étendant en regard d'une face annulaire correspondante 21 du rotor 20, les deux faces annulaires 21 et 31 étant séparées par un entrefer de faible épaisseur au regard du rayon des faces annulaires.

Cet entrefer est maintenu constant grâce à l'invention.

L'un du rotor 20 ou du stator 30 constitue un inducteur excité par le courant électrique de commande 45 pour engendrer un champ magnétique, l'autre constituant un induit dans lequel le champ magnétique de l'inducteur génère un courant induit.

Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, le rotor 20 est inducteur et le stator 30 est induit.

2864367 8 Les courants de Foucault induits dans le stator 30 ont pour effet d'échauffer celui-ci et de créer un couple de ralentissement de l'arbre 1.

Le dispositif d'alimentation électrique 40 comprend un organe de commande 41, une source de courant 42 et une génératrice électrique 43 munie d'un second rotor cylindrique 431 traversé par l'arbre 1 suivant son axe de symétrie et solidaire en rotation de cet arbre 1, et un second stator 432 fixe annulaire coaxial au second rotor 431 et entourant celui-ci.

Le second stator 432 présente une seconde face annulaire 433 centrée sur l'arbre 1 et s'étendant en regard d'une seconde face annulaire correspondante 434 du second rotor 431, les deux secondes faces annulaires 433 et 434 étant séparées par un entrefer de faible épaisseur au regard du rayon de ces secondes faces annulaires.

Le second stator 432 constitue un second inducteur alimenté par la source de courant 42 et produit un champ magnétique, le second rotor 431 constituant un second induit dans lequel le champ magnétique du second inducteur produit un courant alternatif.

Le second rotor 421 est monté sur l'arbre 1 d'un premier côté axial du rotor 20.

Pour plus de précisions sur le stator 432 et les rotors 20 et 431 on se reportera au document EP A 0 331 559, ces éléments 20,432,431 comportant par exemple des bobines enroulées autour de pôles solidaires d'un corps avec présence d'un isolant électrique. Les corps des rotors sont fixés sur l'arbre 1 par exemple à la faveur de portions moletée que présente l'arbre 1 au niveau des rotors.

Le dispositif d'alimentation 40 comprend en outre un pont de diodes 44 alimenté par le courant alternatif produit par le second rotor 431, ce pont redressant le courant alternatif en un courant continu constituant le courant de commande 45. Le pont 44 est typiquement monté sur l'arbre 1.

2864367 9 L'organe de commande 41 permet de faire varier sélectivement le courant électrique produit par la source de courant 42 et alimentant le second stator 432, et donc de faire varier le courant de commande 45 alimentant le rotor 20. Cet organe de commande 41 peut être par exemple un levier actionnable manuellement par le conducteur du véhicule, ou le calculateur du système de freinage du véhicule.

Le dispositif de ventilation 50 comprend au moins un ventilateur 51 coaxial à l'arbre 1. Ce ventilateur comporte des pâles réparties ici circonférentiellement de manière irrégulière pour réduire les bruits.

Selon l'invention, le dispositif de ventilation 50 comprend un organe d'entraînement 52 du ventilateur 51 en rotation autour de l'arbre 1, cet organe 52 étant indépendant de l'arbre 1.

La vitesse de rotation du ventilateur 51 est donc indépendante de celle de l'arbre 1.

Cette caractéristique est particulièrement avantageuse quand on la considère avec un autre aspect de l'invention, qui est que le dispositif de ventilation 50 comprend un organe de pilotage 53 de l'organe d'entraînement 52 faisant varier la vitesse de rotation du ventilateur 51 en fonction du courant électrique de commande 45.

Cet organe de pilotage est typiquement un calculateur, par exemple le calculateur du dispositif de freinage du véhicule.

Il devient alors possible d'ajuster la vitesse de rotation du ventilateur non pas en fonction de la vitesse de l'arbre 1 comme dans l'art antérieur, mais en fonction de la charge du ralentisseur.

Ainsi, la vitesse de rotation du ventilateur 51 est pilotée par l'organe de pilotage 53 pour être faible, et de préférence nulle, quand l'inducteur du dispositif ralentisseur n'est pas excité.

2864367 10 On évite ainsi les pertes aérauliques à vide, c'est-à-dire les pertes se produisant quand l'arbre 1 est entraîné en rotation alors que le dispositif ralentisseur n'est pas en action.

Par ailleurs, la vitesse de rotation du ventilateur 51 est pilotée par l'organe de pilotage 53 de façon à augmenter avec le courant électrique de commande 43.

Ceci peut conduire l'organe de pilotage 53 à choisir une vitesse de rotation du ventilateur 51 supérieure à celle de l'arbre 1 quand le courant électrique de commande 45 est élevé et la vitesse de rotation de l'arbre 1 est faible.

On évite ainsi qu'il se forme des points chauds sur l'induit quand la charge du ralentisseur est importante 15 bien que l'arbre 1 tourne à vitesse modérée.

On sait en effet que le débit d'air de ventilation est directement proportionnel à la vitesse de rotation du ventilateur. Cette stratégie de pilotage est donc particulièrement bien adaptée puisque l'échauffement de l'induit augmente avec le champ magnétique généré par l'inducteur et donc avec le courant de commande 43. Ceci peut conduire l'organe de pilotage 53 à choisir une vitesse de rotation du ventilateur 51 supérieure à celle de l'arbre 1 quand le courant électrique de commande 45 est élevé et la vitesse de rotation de l'arbre faible.

On évite ainsi qu'il se forme des points chauds sur l'induit quand la charge du ralentisseur est importante bien que l'arbre 1 tourne à vitesse modérée.

Enfin, la vitesse de rotation du ventilateur 51 est pilotée par l'organe de pilotage 53 de façon à être plafonnée à une vitesse maximum choisie pour générer un bruit aéraulique modéré.

Cette vitesse maximum est déterminée au cas par cas par des calculs, confirmés si nécessaire par des essais, en fonction des caractéristiques de construction du véhicule.

2864367 11 La vitesse maximum doit permettre d'obtenir un refroidissement correct pour le courant de commande maximum de dimensionnement du dispositif ralentisseur, c'est-à-dire pour le couple de freinage théorique maximum.

Selon une première variante de réalisation, le dispositif ralentisseur 10 est implanté dans un véhicule automobile propulsé par un moteur rotatif, l'organe d'entraînement 52 transmettant le mouvement de rotation du moteur au ventilateur 51.

L'organe d'entraînement 52 peut alors être par exemple une courroie, entraînée par le moteur par l'intermédiaire d'un dispositif réducteur. Ce dispositif réducteur est de préférence débrayable pour permettre au ventilateur de rester à l'arrêt quand l'arbre 1 tourne. Le dispositif réducteur peut en outre offrir plusieurs rapports de réduction, et comprendre des moyens pour passer sélectivement d'un rapport à un autre.

Dans une seconde variante de réalisation, préférée 20 par rapport à la première, l'organe d'entraînement 52 est un moteur électrique.

Ce moteur électrique est avantageusement alimenté électriquement par le dispositif de commande 40. A cet effet, le dispositif de commande 40 alimente avec le courant de commande 45 un organe variateur de courant de type connu, piloté par l'organe de commande 41, cet organe variateur de courant alimentant à son tour le moteur du ventilateur 51. L'organe variateur de courant permet de faire varier les caractéristiques du courant d'alimentation du moteur électrique 52 et donc la vitesse du ventilateur 51.

Comme le montrent les figures 2 et 3, le dispositif ralentisseur 10 comprend un carter 60 dans lequel sont disposés les deux rotors, les deux stators et le ventilateur 51. Le carter 60 est configuré pour être monté sur une partie fixe du véhicule automobile. Il est 2864367 12 ici en matière magnétique comme les corps des deux rotors et des deux stators.

Ce carter 60 comprend une virole cylindrique 61 traversée suivant son axe de symétrie par l'arbre 1, et une face axiale 62 fermant la virole 61 du premier côté axial du rotor 20, cette face s'étendant sensiblement dans un plan perpendiculaire à l'arbre 1.Un roulement à billes est intercalé radialement entre l'arbre 1 et la périphérie interne de la face 62.

La face axiale 62 porte une nervure circulaire 63 entourant l'arbre 1 et faisant saillie axialement par rapport à la face axiale 62 d'un côté intérieur au carter 60.

Le ventilateur 51 est monté rotatif autour de cette 15 nervure 63. Il peut être de type axial ou centrifuge ou hélico-centrifuge.

On voit sur la figure 2 que, quand le ventilateur 51 est de type centrifuge ou hélico-centrifuge, la face axiale 62 du carter 60 est pourvue d'ouïes d'aspiration 64, des ouïes de sorties 65 étant ménagées dans la virole 61. Ces ouïes de sortie 65 sont disposées axialement au niveau de l'extrémité des pales du ventilateur 51.

Un ventilateur 51 de type axial est représenté sur la figure 3. La face axiale 62 du carter 60 est dans ce cas aussi pourvue d'ouïes d'aspiration 64, mais la virole 61 est dépourvue d'ouïes de sorties 65. Le rotor 20 et le second rotor 431 sont pourvus de canaux axiaux 66 de circulation de l'air pulsé par le ventilateur 51.

Comme on le voit sur les figures 2 à 4, le stator 30 peut être constitué par une partie radialement intérieure de la virole 61 du carter 60.

Le dispositif ralentisseur 10 peut comprendre un circuit 70 de refroidissement du stator 30 par circulation d'un liquide de refroidissement, comme le montre la figure 1. Ce circuit 70 assure un refroidissement complémentaire de celui réalisé par le dispositif de ventilation 50.

2864367 13 Le circuit 70 comprend typiquement une pompe de circulation du liquide, un échangeur de chaleur permettant de refroidir le liquide et un canal 71 de mise en contact du liquide avec le stator.

On voit sur les figures 2 et 3 que ce canal peut être ménagé entièrement dans la masse de la virole 61 du 60 et s'étendre à proximité immédiate du stator 30.

Dans une variante de réalisation non représentée, le canal 71 est constitué par une rainure ouverte creusée sur une face intérieure du carter 60, cette rainure étant fermée par une plaque rapportée sur ladite face, cette plaque pouvant par exemple constituer le stator 30.

Dans encore une variante de réalisation représentée sur la figure 4, le canal 71 est un tube conformé en spirale, ce tube étant fixé d'un côté du carter 60 ou dans l'épaisseur de celui-ci.

Dans une variante de réalisation représentée sur la figure 4, le dispositif de ventilation comprend un second ventilateur 54 coaxial à l'arbre 1 et disposé, le long de cet arbre, entre le rotor 20 et le second rotor 431, ce second ventilateur 54 étant entraîné en rotation par un second organe d'entraînement 55 indépendant de l'arbre 1.

Dans ce cas, le second ventilateur 54 est de type axial et crée un courant d'air en direction du ventilateur 51, le ventilateur 51 étant de type centrifuge ou hélico-centrifuge.

Le ventilateur 51 est disposé d'un second côté axial du rotor 20, opposé au premier côté et au second rotor 431.

La face axiale 62 du carter 60, située du premier côté du rotor 20, est pourvue d'ouïes d'aspiration 64, et la virole 61 est pourvue d'ouïes de sortie 65 disposées axialement au niveau des pales du ventilateur 51, c'est-à-dire du second côté axial du rotor 20.

L'organe de pilotage 53 de l'organe d'entraînement 52 du ventilateur 51 pilote également le second organe d'entraînement et fait varier les vitesses de rotation du 2864367 14 ventilateur 51 et du second ventilateur 54 en fonction du courant alimentant le second stator 432, suivant une stratégie de pilotage similaire à ce qui a été décrit plus haut.

L'organe de pilotage 53 peut faire varier les vitesses de rotation respectives du ventilateur 51 et du second ventilateur 54 de façon parallèle et coordonnée, c'est-à-dire en faisant augmenter les deux vitesses de rotation en même temps et dans les mêmes proportions, et en faisant décroître les deux vitesses de rotation en même temps et dans les mêmes proportions.

Alternativement, l'organe de pilotage 53 peut faire varier les vitesses de rotation respectives du ventilateur 51 et du second ventilateur 54 indépendamment l'une de l'autre. L'organe de pilotage 53 peut par exemple faire tourner le ventilateur 51 et maintenir le second ventilateur 54 à l'arrêt quand la charge du ralentisseur est faible, et démarrer le second ventilateur 54 quand cette charge dépasse un niveau déterminé.

Inversement, l'organe de pilotage 53 peut maintenir initialement le ventilateur 51 à l'arrêt tout en faisant tourner le second ventilateur 54, et démarrer le ventilateur 51 quand la charge du ralentisseur dépasse un niveau déterminé.

Le second organe d'entraînement 55 peut être soit un moteur électrique soit, le cas échéant, un réducteur entraîné par le moteur de propulsion du véhicule.

On comprend bien que le ralentisseur électromagnétique décrit ci-dessus peut présenter de multiples variantes sans sortir du cadre de l'invention. Ce ralentisseur peut comprendre plus de deux ventilateurs entraînés en rotation par des moyens indépendants de l'arbre 1, par exemple trois, quatre, ou même plus.

Chacun de ces ventilateurs peut être axial, centrifuge ou hélicocentrifuge, pratiquement toutes les combinaisons étant possibles.

2864367 15 Ces ventilateurs peuvent être pilotés de façon à faire varier leurs vitesses respectives en parallèle, c'est-à-dire de façon à ce que leurs vitesses de rotation croissent et décroissent en même temps, et dans les mêmes proportions.

Les ventilateurs peuvent également être pilotés indépendamment les uns des autres, la vitesse de l'un pouvant varier alors que les vitesses de rotation des autres ventilateurs restent constantes.

Ces ventilateurs peuvent être coaxiaux à l'arbre 1, ou ne pas être coaxiaux à l'arbre 1.

Le ralentisseur peut encore comprendre un ou plusieurs ventilateurs entraînés en rotation par des moyens indépendants de l'arbre 1, et un ou plusieurs ventilateurs solidaires en rotation à l'arbre 1 et coaxiaux à cet arbre.

On comprend également que le dispositif ralentisseur décrit ci-dessus peut être à rotor inducteur et stator induit, ou à stator inducteur et rotor induit, sans sortir du cadre de l'invention.

Bien entendu, l'utilisation du dispositif de ventilation décrit ci-dessus n'est pas limitée aux véhicules automobiles et peut être étendue à toutes les machines tournantes avec un rotor et un stator.

Les faces annulaires du rotor et du stator peuvent présenter la forme d'anneaux plans centrés sur l'arbre 1 et s'étendant dans des plans mutuellement parallèles, perpendiculaires à l'arbre 1. L'entrefer entre les faces annulaires est alors axial.

Le rotor 20 peut porter une seule face annulaire 21, ou deux faces annulaires 21 s'étendant des deux côtés axiaux opposés du rotor 20. Dans ce dernier cas, le stator 30 présente deux faces annulaires 31, disposées axialement de part et d'autre du rotor 20.

Les faces annulaires du rotor et du stator peuvent également présenter des formes de cylindres coaxiaux, de même axe de symétrie correspondant à l'arbre 1, comme 2864367 16 illustré sur les figures 2 à 4. L'entrefer entre ces faces annulaires est alors radial.

Les secondes faces annulaires du second rotor et du second stator peuvent, de la même façon, présenter des formes d'anneaux plans centrés sur l'arbre 1 ou de cylindres d'axes de symétrie correspondant à l'arbre 1. L'invention offre donc de multiples avantages.

Dissocier l'entraînement de l'arbre 1 et celui du ou des ventilateurs de refroidissement de l'induit permet d'adapter le refroidissement en fonction de la puissance thermique dégagée par l'induit.

On évite ainsi les surchauffes de l'induit aux basses vitesses de rotation de l'arbre.

Dans le cas d'un ralentisseur, il devient possible d'augmenter la puissance de freinage aux basses vitesses de rotation de l'arbre par rapport à l'art antérieur.

L'invention permet également de limiter les pertes à vide quand le courant d'alimentation est nul, et de limiter le bruit aéraulique à grande vitesse de l'arbre.

Bien entendu le ralentisseur peut comporter un plus grand nombre de stators et de rotors.

Claims (31)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de ventilation pour une machine électrique tournante autour d'un arbre (1) , cette machine (10) comprenant un rotor (20) traversé par l'arbre (1) et solidaire en rotation de cet arbre (1), un stator (30) présentant une face annulaire (31) centrée sur l'arbre (1) et s'étendant en regard d'une face annulaire correspondante (21) du rotor (20), et un dispositif d'alimentation (40) produisant un courant électrique de commande (45), l'un du rotor (20) ou du stator (30) constituant un inducteur excité par le courant électrique de commande (45) pour engendrer un champ magnétique, et l'autre constituant un induit dans lequel le champ magnétique de l'inducteur génère un courant induit, le dispositif de ventilation (50) comprenant au moins un ventilateur (51), caractérisé en ce qu'il comprend un organe (52) d'entraînement en rotation du ventilateur (51) indépendant de l'arbre (1).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation électrique (40) de la machine comprend un organe de commande (41) permettant de faire varier sélectivement le courant électrique de commande (45), le dispositif de ventilation (50) comprenant un organe (53) de pilotage de l'organe d'entraînement (52) faisant varier la vitesse de rotation du ventilateur (51) en fonction du courant électrique de commande (45).

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la vitesse de rotation du ventilateur (51) est faible ou nulle quand l'inducteur n'est pas excité.

4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la vitesse de rotation du ventilateur (51) augmente avec le courant électrique de commande (45).

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la vitesse de 2864367 18 rotation du ventilateur (51) est supérieure à celle de l'arbre (1) quand le courant électrique de commande (45) est élevé et la vitesse de rotation de l'arbre (1) faible.

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la vitesse de rotation du ventilateur (51) est plafonnée à une vitesse maximum choisie pour générer un bruit aéraulique modéré.

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est implanté dans un véhicule automobile propulsé par un moteur rotatif, l'organe d'entraînement (52) transmettant le mouvement de rotation du moteur au ventilateur (51).

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'organe d'entraînement (52) est un moteur électrique.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moteur électrique (52) est alimenté électriquement par le dispositif d'alimentation électrique (40).

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ventilateur (51) est de type axial ou centrifuge ou hélico-centrifuge.

11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ventilateur (51) est coaxial à l'arbre (1).

12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le ventilateur (51) n'est pas coaxial à l'arbre (1).

13. Application du dispositif de ventilation selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 à la constitution d'un dispositif ralentisseur électromagnétique apte à ralentir la vitesse de rotation d'un arbre (1), ce dispositif ralentisseur comprenant ledit dispositif de ventilation (50) , un rotor (20) traversé par l'arbre (1) et solidaire en rotation de cet 2864367 19 arbre (1), un stator (30) présentant une face annulaire (31) centrée sur l'arbre (1) et s'étendant en regard d'une face annulaire correspondante (21) du rotor (20) , et un dispositif d'alimentation (40) produisant un courant électrique de commande (45), l'un du rotor (20) ou du stator (30) constituant un inducteur excité par le courant électrique de commande (45) pour engendrer un champ magnétique, et l'autre constituant un induit dans lequel le champ magnétique de l'inducteur génère des courants de Foucault, le ventilateur (51) du dispositif de ventilation (50) étant entraîné en rotation autour de cet arbre (1).

14. Application selon la revendication 13, caractérisée en ce que le dispositif d'alimentation (40) comprend une génératrice électrique (43) munie d'un second rotor (431) traversé par l'arbre (1) et solidaire en rotation de cet arbre (1), un second stator (432) présentant une seconde face annulaire (433) centrée sur l'arbre (1) et s'étendant en regard d'une seconde face annulaire correspondante (434) du second rotor (431), et une source de courant (42), le second stator (432) constituant un second inducteur alimenté par la source de courant (42) et produisant un champ magnétique, le second rotor (431) constituant un second induit dans lequel le champ magnétique du second inducteur produit un courant alternatif.

15. Application selon la revendication 14, caractérisée en ce que le rotor (20) et le stator (30) du dispositif ralentisseur constituent respectivement l'inducteur et l'induit.

16. Application selon la revendication 15, caractérisée en ce que le dispositif d'alimentation (40) comprend un pont (44) redressant le courant alternatif produit par le second rotor (431) en un courant continu constituant le courant de commande (45).

17. Application selon la revendication 15 ou 16, caractérisée en ce que le dispositif de ventilation (50) 2864367 20 comprend un second ventilateur (54) coaxial à l'arbre (1) et disposé, le long de cet arbre (1), entre le rotor (20) et le second rotor (431), ce second ventilateur (54) étant entraîné en rotation par un second organe d'entraînement (55) indépendant de l'arbre (1).

18. Application selon la revendication 17, caractérisée en ce que le second ventilateur (54) est de type axial et le ventilateur (51) est de type centrifuge ou hélico-centrifuge.

19. Application selon la revendication 17 ou 18, caractérisée en ce que le dispositif d'alimentation électrique (40) comprend un organe de commande (41) permettant de faire varier sélectivement le courant alimentant le second stator (432), le dispositif de ventilation (50) comprenant un organe (53) de pilotage de l'organe d'entraînement (52) et du second organe d'entraînement (55) faisant varier les vitesses de rotation du ventilateur (51) et du second ventilateur (54) en fonction du courant alimentant le second stator (432).

20. Application selon la revendication 19, caractérisée en ce que l'organe de pilotage (53) fait varier les vitesses de rotation du ventilateur (51) et du second ventilateur (52) de façon parallèle.

21. Application selon la revendication 19, caractérisée en ce que l'organe de pilotage (53) fait varier les vitesses de rotation du ventilateur (51) et du second ventilateur (52) indépendamment l'une de l'autre.

22. Application selon l'une quelconque des revendications 13 à 21, caractérisée en ce que le dispositif de ventilation (50) comprend au moins un ventilateur fixe, solidaire en rotation de l'arbre (1).

23. Application selon l'une quelconque des revendications 13 à 22, caractérisée en ce que le dispositif de ventilation (50) comprend au moins deux ventilateurs entraînés par des moyens indépendants de l'arbre (1).

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24. Application selon la revendication 23, caractérisée en ce que chacun des ventilateurs peut être au choix axial, centrifuge ou hélico- centrifuge.

25. Application selon la revendication 23 ou 24, caractérisée en ce que les ventilateurs entraînés par des moyens indépendants de l'arbre (1) sont pilotés de façon à faire varier leurs vitesses respectives parallèlement.

26. Application selon la revendication 23 ou 24, caractérisée en ce que les ventilateurs entraînés par des moyens indépendants de l'arbre (1) sont pilotés de façon à faire varier leurs vitesses respectives indépendamment les unes des autres.

27. Application selon l'une quelconque des revendications 13 à 26, caractérisée en ce que le dispositif ralentisseur comprend un circuit (70) de refroidissement du stator (30) par circulation d'un liquide de refroidissement.

28. Méthode de pilotage d'un dispositif de ventilation selon l'une quelconque des revendications 2 à 12, caractérisée en ce que la vitesse de rotation du ventilateur (51) est choisie faible ou nulle quand l'inducteur n'est pas excité.

29. Méthode selon la revendication 28, caractérisée en ce que la vitesse de rotation du ventilateur (51) augmente avec le courant électrique de commande (45).

30. Méthode selon l'une quelconque des revendications 28 à 29, caractérisée en ce que la vitesse de rotation du ventilateur (51) est plafonnée à une vitesse maximum choisie pour générer un bruit aéraulique modéré.

31. Méthode selon l'une quelconque des revendications 28 à 30, caractérisée en ce que la vitesse de rotation du ventilateur (51) est supérieure à celle de l'arbre (1) quand le courant électrique de commande (45) est élevé et la vitesse de rotation de l'arbre (1) faible.