FR2881292A1 - Machine electrique rotative pour vehicule - Google Patents

Abstract

Dans une Machine électrique rotative (10) pour véhicule comportant une section d'alimentation (60) constituée d'une paire de modules onduleurs d'éléments de commutation (41a, 41b) et de diodes branchées en parallèle avec elle, et une section à circuit de commande (50) qui commande ladite section d'alimentation (60), la section à circuit de commande (50) et la section d'alimentation (60) sont placés séparément respectivement en amont en aval ; et un trou débouchant se trouve dans ladite section à circuit de commande (50) afin que l'air de refroidissement traverse linéairement ladite section d'alimentation (60).

Description

MACHINE ELECTRIQUE ROTATIVE POUR VEHICULE

Domaine technique La présente invention concerne une machine électrique rotative pour véhicule de type à entraînement par courroie raccordée à un moteur, et une machine électrique rotative destinée à un véhicule, pourvue d'un dispositif de commande qui commande une machine électrique rotative de type à entraînement par courroie pour un véhicule.

Art antérieur La Publication du Brevet Japonais (non examiné) numéro 156589/2004 décrit par exemple un dispositif de commande à arrêt à vide (cf. les figures 9 à 11 et les descriptions des paragraphes 0068 a 0072). Ce dispositif connu contient un élément de commutation fixé directement sur un dissipateur de chaleur de forme pratiquement circulaire et une carte imprimée à couche de câblages imprimée que l'on fixe sur le dissipateur de chaleur; et un CI de commande ou similaire, monté sur le circuit imprimé. Ce dissipateur de chaleur comporte en outre des montures à double face attachées autour de la circonférence externe entière et de la circonférence interne entière, et il est fixé à la paroi externe d'extrémité arrière d'une bride par l'intermédiaire de la monture située sur la face circonférentielle externe. On injecte de la résine dans une partie concave en forme d'anneau entourée par les montures formant les faces circonférentielles interne et externe du dissipateur de chaleur, moyennant quoi l'élément de commutation, le CI de commande et similaires sont facilement protégés de facteurs environnementaux tels que l'eau salée ou boueuse, ce qui donne meilleures durabilité et fiabilité.

Dans le dispositif de commande par ailleurs, un couvercle en résine est fixé à la bride qui recouvre le dissipateur de chaleur. Ainsi, ce dispositif de commande comporte un système de refroidissement tel que de l'air de refroidissement entrant par une arrivée d'air prévue dans le couvercle de résine s'écoule dans la bride en refroidissant le dissipateur de chaleur afin de refroidir un enroulement de stator ou un bobinage de rotor, avant de quitter la bride vers l'extérieur.

Cependant, dans le cas où une carte imprimée se trouve à proximité du dissipateur de chaleur auquel un élément de commutation, c'est-à-dire un élément chauffant, est fixé, un problème survient dans la mesure où des composants électroniques à faible résistance à la chaleur tels qu'un CI de commande se trouvant sur la carte imprimée se trouvent endommagés par la chaleur. De plus, comme les composants électroniques sont entièrement enrobés de résine, la chaleur produite par l'élément de commutation est susceptible de diffuser vers la carte imprimée en traversant la résine, ce qui amène la température des composants électroniques situés sur la carte imprimée à s'élever.

À l'origine, en outre, une section à circuit de commande formée de composants électroniques ou d'une carte de faible résistance à la chaleur est vulnérable vis-à-vis de la chaleur, et les composants ou la carte utilisables à température élevée coûtent cher. Il s'ensuit qu'un autre problème apparaît du point de vue du prix élevé du système entier.

De plus, comme on utilise un dissipateur de chaleur de forme circulaire en tant que montures permettant d'enrober dans de la matière plastique un élément de commutation ou une carte imprimée, la configuration ou l'agencement d'un tel dissipateur de chaleur se trouve restreint. Il en résulte qu'un problème supplémentaire apparaît du fait que comme le dispositif de refroidissement du dispositif de commande devient plus difficile, le dissipateur de chaleur doit avoir une plus grande capacité.

De plus, en ce qui concerne l'écoulement d'air de refroidissement au moyen d'un ventilateur centrifuge, l'air de refroidissement entrant en traversant une arrivée d'air du couvercle de résine passe sur un dissipateur de chaleur de forme pratiquement circulaire en direction de son centre, pénètre dans la bride en traversant de petites lumières situées sur la face formant la circonférence interne du dissipateur de chaleur avant d'en sortir en prenant une direction radiale à partir de la bride. Il se produit donc une forte perte de charge dans l'air de refroidissement, ou une perte de charge due à la déviation de la voie d'air de refroidissement, ce qui entraîne finalement une efficacité réduite de refroidissement.

En outre, comme elle est conçue pour qu'une pièce lourde telle qu'un dissipateur de chaleur soit placée en une position éloignée de la bride, un problème supplémentaire se pose également en termes de résistance insuffisante aux vibrations, etc. On a conçu l'invention en vue de résoudre les problèmes susmentionnés, et elle propose une structure capable de protéger une carte imprimée de commande contre des problèmes tels que la corrosion électrique due à des facteurs environnementaux tels que l'eau salée, tout en améliorant les performances de refroidissement d'une source d'alimentation, et une structure à assemblage facile et à productivité élevée.

Exposé de l'invention La présente invention propose une machine électrique rotative pour véhicule destinée à un véhicule entraîné par la puissance électrique d'une batterie permettant de démarrer un moteur au moment du démarrage dudit moteur, laquelle machine est entraînée par le moteur pour produire une tension alternative une fois que ledit moteur a démarré, ladite machine électrique rotative pour véhicule comportant: une section d'alimentation dotée de plusieurs paires d'éléments de commutation, chaque paire étant branchée en série entre les bornes positive et négative de la batterie susmentionnée, et des diodes étant branchées en parallèle aux dits éléments de commutation susmentionnés respectivement, et dans laquelle un point de connexion des éléments de commutation branchés en série est connecté à un enroulement de stator de ladite machine électrique rotative pour véhicule; et une section à circuit de commande qui commande ladite section d'alimentation afin qu'une alimentation électrique correspondant à ladite batterie soit fournie à ladite machine électrique rotative pour véhicule pour entraîner un rotor selon une commande de mise en marche (ON) ou de d'arrêt (OFF) des éléments de commutation susmentionnés au moment du démarrage dudit moteur, et une tension alternative produite dans ladite machine électrique rotative pour véhicule est redressée en tension continue grâce audit élément de commutation et à un ensemble de diodes afin de charger ladite batterie et un appareil qui consomme du courant issu du véhicule dans une gamme normale de vitesse de moteur dudit moteur sur la durée de production d'électricité.

Dans la machine électrique rotative pour véhicule répondant audit agencement, compte tenu de l'écoulement d'air de refroidissement grâce à un ventilateur centrifuge fixé audit rotor, la section à circuit de commande est située en amont, tandis que la section d'alimentation est située en aval; ladite section à circuit de commande étant pourvue d'un trou débouchant permettant à l'air de refroidissement susmentionné de traverser linéairement ladite section d'alimentation.

La machine électrique rotative pour véhicule conforme à l'invention apporte des avantages tels que, du fait de la conception d'un dispositif de commande (onduleur) divisé en une section d'alimentation produisant une grande quantité de chaleur et en une section à circuit de commande produisant une petite quantité de chaleur, la résistance au transfert thermique est rendue plus grande, et la conduction de chaleur de la section d'alimentation vers la section à circuit de commande est supprimée. De plus, du fait de l'emplacement de la section à circuit de commande en amont dans la voie d'air de refroidissement, la température de l'air de refroidissement qui traverse la section à circuit de commande est inférieure à celle relevée dans le cas où cette section en aval et en conséquence, il est possible de refroidir suffisamment la section à circuit de commande dans laquelle sont montés de nombreux composants de faible résistance à la chaleur. De plus, selon cette invention, comme l'air de refroidissement qui traverse la section à circuit de commande s'écoule de façon linéaire même dans la section d'alimentation qui se trouve en aval dans la voie d'air de refroidissement, la perte de charge est réduite, ce qui permet de refroidir la section d'alimentation avec efficacité.

Les objectifs, caractéristiques, aspects et avantages de la présente invention qui précèdent et d'autres vont apparaître plus nettement d'après la description détaillée suivante de la présente invention prise conjointement avec les dessins annexés.

Brève description des figures

La figure 1 est une vue en coupe transversale qui représente l'agencement d'une machine électrique rotative selon un premier mode préféré de réalisation de la présente invention.

La figure 2 est un schéma de principe permettant d'expliquer le fonctionnement de la machine électrique rotative selon le premier mode de réalisation de l'invention.

La figure 3 est une vue en coupe transversale prise le long de la ligne AA de la machine électrique rotative de la figure 1.

La figure 4 est une vue en coupe transversale représentant l'agencement d'une machine électrique rotative selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.

La figure 5 est une vue en coupe transversale prise le long de la ligne BB de la machine électrique 10 rotative de la figure 4.

La figure 6 est une vue de côté prise depuis le côté de la bride arrière de la machine électrique rotative selon le deuxième mode de réalisation apparaissant à la figure 4.

La figure 7 est une vue éclatée en perspective prise du côté de la bride arrière de la machine électrique rotative selon le deuxième mode de réalisation de l'invention.

Description des modes de réalisation préférentiels Mode de réalisation 1 Si l'on se réfère à la figure 1 qui représente l'agencement d'une machine électrique rotative selon un premier mode préféré de réalisation de la présente invention, une machine électrique rotative 10 comprend: une bride avant 1 et une bride arrière 2; un arbre 4 monté en rotation sur lesdites brides 1 et 2 par l'intermédiaire d'un palier d'appui 3; un rotor 6, fixé à cet arbre 4, et qui comporte un bobinage inducteur 5; un stator 8, fixé aux dites brides 1 et 2 et disposé de manière à entourer le rotor 6, et qui contient un enroulement d'induit 7; un ventilateur centrifuge 9 fixé aux deux faces d'extrémité axiale du rotor 6 et qui tourne selon la rotation du rotor; une poulie 11 fixée à la partie d'extrémité de la face avant de l'arbre 4; un porte-balai 12 fixé à la bride arrière 2 afin d'être placé sur la circonférence externe du côté arrière de l'arbre 4; une paire de balais 14 disposés dans le porte-balai 12 afin d'être en contact coulissant avec une paire de bagues collectrices 13 montées du côté arrière de l'arbre 4; et un détecteur 15 de position rotative (tel qu'un résolveur) monté sur la partie d'extrémité du côté arrière de l'arbre 4. Cette machine électrique rotative 10 est raccordée à un arbre rotatif d'un moteur (non représenté) par l'intermédiaire d'une poulie 11 et d'une courroie (non représentée).

Selon ce premier mode de réalisation, une unité formant alimentation 40 est placée pour être intégrée à la machine électrique rotative 10 ou proche de celle- ci. Cela veut dire qu'une pluralité d'éléments d'alimentation 41 (des éléments de commutation tels que ceux indiqués ciaprès) formant l'unité d'alimentation 40 et un dissipateur interne de chaleur 17 ainsi qu'un dissipateur externe de chaleur 18 constituant des électrodes connectées électriquement à chaque élément d'alimentation 41, sont montés sur une pièce d'appui 16 d'unité d'alimentation disposée et soutenue à l'intérieur de la bride arrière 2. Une section d'alimentation 60 est constituée par l'élément d'alimentation 41, par le dissipateur interne de chaleur 17 et par le dissipateur externe de chaleur 18, dont on décrit en détail l'agencement ci-après en se référant à la figure 3.

D'autre part, une carte imprimée de commande 20 en forme d'anneau est logée dans un boîtier 35 de même qu'un connecteur 21 afin de connecter une alimentation de type batterie et une ECU, et un composant de régulation de courant induit 45, puis elle est enrobée d'une résine d'isolation 22 et fixée à l'élément d'appui 16 de l'unité d'alimentation, ce qui constitue une section à circuit de commande 50 en tant que tout. Des bornes pour signaux (non représentées) permettant de commander des éléments de commutation de la section d'alimentation 60 ou de dériver des sorties de détection dans une partie interne des éléments et une borne de conducteur 23 qui fournit une connexion électrique entre la section d'alimentation 60 et l'enroulement de stator 7 est moulée intégralement sur l'élément d'appui 16 d'unité d'alimentation. Un fil de sortie 25 d'enroulement de stator est relié à la borne conductrice 23 par l'intermédiaire d'une âme 24 de détecteur de détection de courant intégralement moulée avec l'élément d'appui 16 d'unité d'alimentation.

Grâce à un tel agencement, la production de chaleur des composants électroniques qui sont montés sur la carte imprimée de commande 20 est dispersée et rendue uniforme par la conduction de chaleur d'une résine isolante, ce qui permet de réduire la température de l'ensemble de la section à circuit de commande. De plus, la carte imprimée de commande 20 est enrobée de matière plastique, ce qui facilite sa protection contre des problèmes tels que la corrosion électrique due à des facteurs environnementaux tels que l'eau salée, ce qui donne une amélioration de la fiabilité. De plus, comme il est possible d'enrober une carte imprimée de commande de matière plastique grâce à un boîtier 35, le mode de fonctionnement se simplifie, ce qui permet d'obtenir une meilleure productivité. De plus, le boîtier susmentionné 35 peut servir d'élément de relais pour connecter électriquement et mécaniquement ensemble ladite section d'alimentation 60 et ladite carte imprimée de commande 20, si bien qu'il devient possible d'empêcher l'augmentation du nombre d'éléments de câblage et d'obtenir un agencement plus simple pour les circuits.

La figure 2 est un schéma de principe permettant d'expliquer le fonctionnement de la machine électrique rotative 10 dotée de l'unité d'alimentation 40. Si l'on se réfère à la figure 2, on voit que la machine électrique rotative 10 est équipée de l'enroulement d'induit 7 du stator 8 et du bobinage inducteur 5 du rotor 6, et de la poulie 11, laquelle est raccordée au rotor 6, à un arbre rotatif de moteur (non représenté) par l'intermédiaire d'une courroie. L'induit 7 du stator est formé par la connexion en Y (montage en étoile) de trois phases (phase U, phase V et phase W) de bobine. L'unité d'alimentation 40 est dotée d'un module onduleur formé d'éléments de commutation (par exemple un transistor de puissance, un MOSFET, un IGBT) 41a et 41b, et de diodes 42a et 42b branchées en parallèle aux éléments de commutation respectifs 41a et 41b qui correspondent à une pluralité d'éléments de puissance, et d'un condensateur 43 branché en parallèle au module onduleur.

Un bloc du module onduleur est formé par le branchement en série de deux blocs constitués par l'élément de commutation 41a et la diode 42a qui forment un bras supérieur 46 d'une part, et par l'élément de commutation 41b et par la diode 42b qui forment un bras inférieur 47 d'autre part. Trois de ces blocs sont branchés en parallèle. Les extrémités de chaque phase de la connexion en Y de l'induit 7 sont connectées électriquement à des points intermédiaires de connexion situés entre l'élément de commutation susmentionné 41 du bras supérieur 46 et l'élément de commutation 41 du bras inférieur 47 qui sont respectivement situés dans le branchement en série susmentionné par l'intermédiaire d'un câblage pour courant alternatif 28. De plus, une borne constituant une électrode positive et une borne constituant une électrode négative d'une batterie 29 sont connectées électriquement au côté de l'électrode positive et au côté de l'électrode négative de l'unité d'alimentation respectivement par l'intermédiaire d'un câblage pour courant continu 30.

Dans l'unité d'alimentation 40, le fonctionnement de commutation des éléments respectifs de commutation 41 est commandé par des commandes provenant du circuit de commande 44. Le circuit de commande 44 commande un composant 45 de régulation de courant inducteur afin de réguler un courant inducteur qui circule à travers le bobinage inducteur 5 du rotor.

Dans la machine électrique l'unité d'alimentation 40 alimentation continue est d'alimentation 40 par l'intermédiaire du câblage pour courant continu 30 à partir de la batterie 29. De plus, le circuit de commande 44 exerce la commande de mise en marche (ON) et d'arrêt (OFF) de chaque élément de commutation 41 de l'unité d'alimentation 40, et la tension continue est convertie en tension alternative triphasée. Puis, cette tension alternative triphasée est fournie à l'induit 7 de la machine électrique rotative 10 par l'intermédiaire du câblage pour courant alternatif 28.

Ainsi, un champ tournant est produit autour du bobinage inducteur 5 du rotor vers lequel le courant inducteur est conduit à partir du composant 45 de régulation de courant inducteur, le rotor 6 est amené à tourner et le moteur démarre par l'intermédiaire de la poulie, de la courroie, d'une poulie à manivelle et d'un embrayage (ON) correspondant à la machine électrique rotative.

Par ailleurs, quand le moteur démarre, une puissance rotative du moteur est transmise vers la machine électrique rotative 10 par l'intermédiaire de la poulie à manivelle, de la courroie et de la poulie correspondant à la machine électrique. Ainsi, le rotor 6 est amené à tourner et une tension alternative triphasée est induite à l'induit 7 du stator. Puis, le circuit de commande 44 produit la commande de marche/arrêt (ON/OFF) de chaque élément de commutation 41 et une tension alternative triphasée induite aux rotative 10 dotée de susmentionnée, une fournie à l'unité bornes de l'induit 7 du stator est convertie en tension continue afin de charger la batterie 29 et l'appareil consommateur de courant du véhicule (non représenté).

Si l'on se réfère à la figure 1, on voit que la bride arrière 2 est en outre pourvue de trous d'aération 26 et 27. Lors de la rotation du ventilateur centrifuge 9 du rotor 6, le vent traverse une partie interne de la bride arrière 2 en empruntant une voie d'air, comme l'indique la flèche F placée sur le dessin, afin de refroidir l'élément d'alimentation 41, le dissipateur interne de chaleur 17, le dissipateur externe de chaleur 18, le circuit de commande 44 et les autres composants. En ce qui concerne l'écoulement d'air de refroidissement brassé par le ventilateur susmentionné 9, la section à circuit de commande 50 et la section d'alimentation 60 sont disposées séparément, c'est-à-dire que la section à circuit de commande 50 est placée en amont et que la section d'alimentation 60 est placée en aval. La section d'alimentation 60 est attachée à l'élément d'appui 16 d'unité d'alimentation, et il contient des éléments de commutation permettant de commander une tension alternative à appliquer aux bornes de l'induit 7 du stator.

La machine électrique rotative pour véhicule est par exemple conçue pour être divisée en un bras supérieur 46 dans lequel l'élément de commutation 41a situé du côté de la borne positive d'une batterie est monté sur le dissipateur de chaleur 17 constituant une électrode, et en un bras inférieur 47 dans lequel l'élément de commutation 41b situé du côté de la borne négative de la batterie est monté sur le dissipateur de chaleur 18 constituant une électrode (cf. figure 2). Les dissipateurs de chaleur 17 et 18 sont à même de conduire directement la chaleur produite au niveau des éléments de commutation, ce qui permet de refroidir avec efficacité les éléments de commutation. Du fait d'un tel agencement, la température de l'air de refroidissement qui traverse la section à circuit de commande 50 est plus faible que celle de l'air de refroidissement qui traverse la section d'alimentation 60, ce qui améliore la capacité de refroidissement de la section à circuit de commande 50.

De plus, comme de l'air de refroidissement aspiré depuis un trou 27 situé en dehors de la bride arrière 2 traverse une arrivée d'air 19 prévue dans la section à circuit de commande 50, et qu'il traverse la section d'alimentation 60 de manière linéaire, il est également possible de refroidir avec efficacité la section d'alimentation 60. Ensuite, l'air de refroidissement qui a refroidi la section d'alimentation 60 est dévié dans une direction centrifuge, et il est évacué par un orifice de sortie 32 afin de refroidir l'induit 7 du stator. La figure 3 est une vue en coupe transversale prise le long de la ligne A-A de la machine électrique rotative de la figure 1, et elle fait apparaître l'agencement de l'unité d'alimentation 40.

Si l'on se réfère à la figure 3, on voit que les éléments de puissance (éléments de commutation) 41 qui constituent l'unité d'alimentation 40 sont disposés de façon à être divisés en trois phases correspondant aux sections U, V et W. Le dissipateur interne de chaleur 17 et le dissipateur externe de chaleur 18, qui constituent une paire de dissipateurs de chaleur, sont montés respectivement dans chaque section. De plus, quatre éléments de commutation 41a et 41b, qui sont des éléments d'alimentation de type répertoire, sont branchés en parallèle aux dissipateurs de chaleur 17 et 18 respectivement. De plus, les dissipateurs de chaleur 17 et 18 sont dotés d'ailettes respectives de refroidissement situées dans une direction opposée les unes aux autres. Les dissipateurs internes de chaleur 17 d'un bras supérieur ayant le même potentiel électrique (le potentiel électrique correspondant au côté de l'électrode positive de la batterie) les uns par rapport aux autres forment un tout, tandis que les dissipateurs externes de chaleur 18 du bras inférieur se divisent en trois parties afin de correspondre aux trois phases de l'induit 7 du stator.

De plus, les dissipateurs internes de chaleur 17 peuvent être agencés de manière à être divisés en trois parties, de la même manière que dans le dissipateur externe de chaleur 18.

Si l'on décrit la section correspondant à la phase U par exemple, on voit que quatre éléments de commutation 41a (parties hachurées sur le dessin) du bras supérieur 46 correspondant à la phase U sont reliés au dissipateur interne de chaleur 17. De plus, quatre éléments de commutation 41b (parties en blanc sur le dessin) du bras inférieur 47 correspondant à la phase U sont reliés au dissipateur externe de chaleur 18. De plus, les quatre éléments de commutation susmentionnés sont reliés dans un circuit en parallèle.

Il résulte d'une telle configuration de branchement en parallèle de plusieurs éléments de commutation 41 qu'il devient possible de donner une capacité plus faible de circulation de courant par élément de commutation, ce qui permet d'obtenir un ensemble peu coûteux. De plus, il est possible de réduire la taille d'un élément de commutation 41 afin d'assurer un degré plus élevé de flexibilité dans l'agencement en alignement ou en carré, par exemple. Ceci permet donc l'agencement dans un espace compact.

Comme on l'a indiqué précédemment, selon ce premier mode de réalisation, un dispositif de commande (onduleur) est conçu par division en une section d'alimentation produisant une grande quantité de chaleur et en une section à circuit de commande, moyennant quoi la résistance au transfert de chaleur augmente, ce qui permet d'annuler la conduction de chaleur entre la section d'alimentation et la section à circuit de commande.

De plus, du fait que la section à circuit de commande se trouve en amont de la voie d'air de refroidissement, la température de l'air de refroidissement traversant la section à circuit de commande est faible par rapport au cas où cette section se trouve en aval. Il est ainsi possible de refroidir suffisamment la section à circuit de commande sur laquelle de nombreux composants de faible résistance à la chaleur sont montés.

En outre, dans la section d'alimentation située en aval de la voie d'air de refroidissement, comme l'air de refroidissement qui traverse une entrée d'air prévue dans la section à circuit de commande s'écoule linéairement, la perte de charge s'en trouve réduite, ce qui permet de refroidir avec efficacité la section d'alimentation.

Par ailleurs, d'après la conception susmentionnée, l'âme de détecteur 24 permettant de détecter un courant est intégralement moulée dans le boîtier susmentionné 35, si bien qu'il est possible de disperser la chaleur produite par les courants de Foucault qui traversent l'âme de détecteur 24 grâce à la conduction thermique du boîtier 35, ce qui permet de supprimer l'élévation de température dans l'âme 24. De plus, comme le positionnement d'un détecteur sur la carte imprimée de commande 20 et sur l'âme de détecteur 24 n'est assuré que par le fait que la carte imprimée de commande 20 est intégrée dans le boîtier 35, aucune régulation du positionnement n'est nécessaire, ce qui permet un assemblage simplifié.

De plus, la borne conductrice 25, laquelle permet une connexion entre un point de connexion intermédiaire des éléments de commutation 41 branchés en série et un fil de sortie sortant de l'enroulement du stator 7, est moulée intégralement dans ledit boîtier 35, et sa jonction est enrobée dans une résine d'isolation 22 conjointement avec ladite carte imprimée de commande 20. Il en résulte que la chaleur produite à la jonction se disperse par conduction thermique de la résine isolante d'enrobage, ce qui permet de supprimer l'augmentation de température au niveau de la jonction.

De plus, comme la jonction est enrobée de résine conjointement avec la carte imprimée de commande, un seul processus d'enrobage s'avère nécessaire, ce qui donne une productivité plus élevée.

De plus, un connecteur permettant la connexion à une alimentation de type batterie ou à une ECU est monté sur ledit boîtier, ce qui permet d'améliorer la résistance aux séismes, du fait que le connecteur 21 est fixé au boîtier 35 et maintenu sur celui-ci.

Mode de réalisation 2 La figure 4 est une vue en coupe transversale représentant l'agencement d'une machine électrique rotative selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Selon ce deuxième mode de réalisation, une unité d'alimentation 60 constituée d'un dissipateur interne de chaleur 17, d'un dissipateur externe de chaleur 18 et d'une pluralité d'éléments de puissance 41a et 41b reliés à des dissipateurs de chaleur respectifs est attachée à la bride arrière 2 à l'aide d'un boulon (non représenté) situé à l'extérieur de la bride arrière 2.

À l'extérieur de ladite unité d'alimentation 60, un boîtier 35 contenant des montures à double face 38 et 39 autour de la circonférence externe complète et de la circonférence interne complète est fixé à la paroi arrière d'extrémité de ladite bride 2 par l'intermédiaire d'une plaque de base. De plus, une carte imprimée de commande 20 en forme d'anneau, sur laquelle se trouve un circuit de commande 44, est logée à l'extérieur dudit boîtier 35 à travers un trou central sur lequel on l'a monté, et par ailleurs l'extérieur de la carte imprimée de commande 20 est recouvertd'un couvercle 37. Ce boîtier 35 est garni d'une résine 22, moyennant quoi un composant de régulation du courant induit 45, un connecteur 21, une carte imprimée 20, un CI de commande 36 et similaires, lesquels sont fixés au boîtier 35, sont enrobés. Cet ensemble est donc conçu pour que ces composants soient protégés de facteurs environnementaux tels que l'eau salée ou l'eau boueuse, ce qui assure une durabilité et une fiabilité améliorées.

Par ailleurs, une borne pour signaux 48 qui permet de commander les éléments de commutation 41 ou les sorties de détection de dérivation dans une partie interne des éléments est reliée à la carte imprimée de commande 20 grâce à une partie formant un moule à résine 49 que l'on a moulé par incrustation à travers un trou 31 dans ledit boîtier 35. Le câblage d'un condensateur de filtrage 33 monté à proximité des éléments de commutation 41 est également relié à la partie de moulage de résine 49.

Des trous d'aération 26 et 27 permettant l'écoulement d'air de refroidissement se trouvent dans ledit boîtier 35 de la machine électrique rotative. Lors de la rotation d'un ventilateur centrifuge 9 d'un rotor 6, du vent traverse une voie d'air, comme l'indique la flèche F sur le dessin, et sort par l'orifice 32. En conséquence, les éléments de puissance 41, le dissipateur interne de chaleur 17, le dissipateur externe de chaleur 18, le circuit de commande 44 et les autres composants sont refroidis. De plus, la section à circuit de commande 50 et la section d'alimentation 60 sont disposés séparément pour permettre l'écoulement de l'air de refroidissement mu par le ventilateur susmentionné 9. Cela veut dire que la section à circuit de commande 50 est disposée en amont, et que la section d'alimentation 60 est disposée en aval. Comme par ailleurs l'air de refroidissement qui a traversé l'entrée d'air se trouvant dans la section à circuit de commande s'écoule aussi linéairement dans la section d'alimentation 60 située en aval dans la voie d'air de refroidissement, la perte de charge est réduite, ce qui permet de refroidir efficacement la section d'alimentation.

La figure 5 est une vue en coupe transversale prise le long de la ligne BB de la machine électrique rotative de la figure 3, qui montre l'agencement d'une unité d'alimentation 60.

Si l'on se réfère à la figure 5, les points qui suivent sont identiques à ceux du premier mode de réalisation. Ces points sont les suivants les éléments de puissance 41 qui forment l'unité de puissance 60 sont disposés de façon à former trois phases de sections U, V et W, et le dissipateur interne de chaleur 17 et le dissipateur externe de chaleur 18, qui constituent une paire de dissipateurs de chaleur, sont montés à chacune des sections respectivement; le dissipateur interne de chaleur 17 du bras supérieur a une structure intégrée, ou bien il se divise en trois parties, et le dissipateur externe de chaleur 18 du bras inférieur se divise en trois parties; et les quatre éléments de commutation 41a et 41b sont branchés en parallèle aux dissipateurs de chaleur 17 et 18 respectivement, et les dissipateurs de chaleur 17 et 18 sont dotés d'ailettes respectives de refroidissement dans une direction opposée les unes aux autres.

Une différence vis-à-vis du premier mode de réalisation vient du fait que les dissipateurs de chaleur 17 et 18 qui se trouvent au niveau des sections U et W des trois phases sont disposés de manière plus inclinée vers l'intérieur que dans le premier mode de réalisation précédent par rapport aux dissipateurs de chaleur de la phase V. Un tel agencement permet une conception à degré de flexibilité plus élevé, un refroidissement des éléments de commutation plus facile que dans le premier mode de réalisation qui précède.

La figure 6 est une vue prise depuis le côté de la bride arrière de la machine électrique rotative selon le deuxième mode de réalisation apparaissant à la figure 4, et elle montre plus particulièrement une relation d'agencement des trous débouchants 51, 52 prévus dans le couvercle 37, et de l'unité d'alimentation 60 se trouvant dans la partie interne.

Plus précisément, la figure 7 est une vue éclatée en perspective du boîtier 35, de la carte imprimée 16, du couvercle 37, lesquels sont disposés du côté de la bride arrière de ladite de la machine électrique rotative. Comme on le voit d'après les figures 6 et 7, un trou de ventilation interne 26 du boîtier 35 présente une forme en C dont le sommet est ouvert. Trois premiers trous débouchants 51 se trouvent dans le couvercle 37 à des positions correspondant au trou interne de ventilation 26 du boîtier 35, et trois autres trous débouchants 52 se trouvent à des emplacements correspondant aux trous extérieurs de ventilation 27 dudit boîtier 35.

Il s'ensuit qu'en ce qui concerne l'écoulement d'air de refroidissement produit par le ventilateur centrifuge susmentionné, il existe deux écoulements, l'un à travers les premiers trous débouchants 51 situés sur le côté intérieur du couvercle 37, l'autre à travers les autres trous débouchants 52 situés de l'autre côté du couvercle 37. L'air s'écoule à travers les premier et deuxième trous débouchants respectifs 51 et 52, vient en contact avec les ailettes de refroidissement du dissipateur interne de chaleur 17 et avec le dissipateur externe de chaleur 18 de l'unité d'alimentation 40, puis il est dévié dans une direction centrifuge, et évacué par l'orifice de sortie 32 tout en refroidissant l'enroulement de stator 7.

Comme on l'a indiqué ci-dessus, selon le deuxième mode de réalisation, la section à circuit de commande se trouve en amont tandis que la section d'alimentation se trouve en aval; et les trous débouchants se trouvent dans ladite section à circuit de commande afin que ledit air de refroidissement traverse linéairement ladite section d'alimentation, ce qui permet de réduire la perte de charge, et de refroidir avec efficacité la section d'alimentation.

Alors que l'on a présenté et décrit les modes de réalisation actuellement préférés de la présente invention, on comprendra que ces descriptions ne visent qu'à illustrer et que diverses modifications et variantes peuvent être proposées sans sortir de la portée de l'invention énoncée par les revendications annexées.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Machine électrique rotative (10) pour véhicule entraînée par l'alimentation électrique d'une batterie (29) et destinée à faire démarrer un moteur au moment du démarrage dudit moteur, et entraînée par le moteur pour produire une tension alternative une fois que ledit moteur a démarré, caractérisée en ce qu'elle comprend: une section d'alimentation (60) dans laquelle on trouve plusieurs ensembles constitués d'une paire d'éléments de commutation (41a, 41b) connectés en série entre des bornes positive et négative de ladite batterie, et des diodes (42a, 42b) connectées en parallèle avec lesdits éléments de commutation (41a, 41b) respectivement, et dans lesquels un point de connexion d'éléments de commutation (41a, 41b) connectés en série est relié à un enroulement de stator de ladite machine électrique rotative (10) pour véhicule; et une section à circuit de commande (50) qui commande ladite section d'alimentation (60) pour qu'une alimentation électrique provenant de ladite batterie (29) soit fournie à ladite machine électrique rotative (10) pour véhicule afin d'entraîner un rotor (6) selon une commande de mise en marche/arrêt (ON/OFF) desdits éléments de commutation (41a, 41b) au moment du démarrage dudit moteur, et une tension alternative produite aux bornes de ladite machine électrique rotative (10) pour véhicule est redressée en tension continue par ledit élément de commutation (41a, 41b) et par un ensemble de diodes (42a, 42b) afin de charger ladite batterie (29) dans un régime normal de vitesse de moteur dudit moteur au moment de la production d'électricité ; machine dans laquelle, pour l'écoulement d'air de refroidissement produit par un ventilateur centrifuge (9) fixé audit rotor (6), la section à circuit de commande (50) se trouve en amont et la section d'alimentation (60) en aval, située séparément; et ladite section à circuit de commande (50) est dotée d'un trou débouchant (51, 52) afin que ledit air de refroidissement s'écoule linéairement à travers ladite section d'alimentation (60).

2. Machine électrique rotative (10) pour véhicule selon la revendication 1, dans laquelle ladite section d'alimentation (60) se trouve séparée de ladite section à circuit de commande (50), et où lesdits éléments de commutation (41a, 41b) et diodes (42a, 42b) sont montés sur un dissipateur de chaleur (17, 18) constituant aussi une électrode.

3. Machine électrique rotative (10) pour véhicule selon la revendication 2, dans laquelle ledit dissipateur de chaleur se divise selon chaque phase d'un enroulement de stator.

4. Machine électrique rotative (10) pour véhicule selon la revendication 1, dans laquelle ladite section à circuit de commande (50) se trouve dans un boîtier (35) à enrober d'une résine isolante (22).

5. Machine électrique rotative (10) pour véhicule selon la revendication 4, dans laquelle ledit boîtier (35) joue le rôle d'élément de relais procurant une connexion électrique et mécanique pour ladite section d'alimentation (60) et pour ladite carte imprimée de commande (20) .

6. Machine électrique rotative (10) pour véhicule selon la revendication 4, dans laquelle ledit boîtier (35) est en outre doté d'une partie d'alimentation contenant un composant de régulation de courant inducteur (45) qui commande le courant à fournir à un bobinage inducteur (5) de rotor (6) de ladite machine électrique rotative (10) pour véhicule.

7. Machine électrique rotative (10) pour véhicule selon la revendication 4, dans laquelle une âme de détecteur (24) permettant de détecter un courant est moulée sous forme de partie intégrée dans ledit boîtier (35).

8. Machine électrique rotative (10) pour véhicule selon la revendication 4, dans laquelle une borne de conducteur (23) procure une connexion entre des points intermédiaires de connexion des éléments de commutation (41a, 41b) de ladite section d'alimentation (60), et où un fil de sortie (25) issu du stator (8) est moulé sous forme de pièce intégrée dans ledit boîtier (35) ; et où une jonction de celui-ci est enrobée de résine isolante (22) conjointement avec ladite carte imprimée de commande (20).

9. Machine électrique rotative (10) pour véhicule selon la revendication 4, dans laquelle un connecteur (21) permettant la connexion à une alimentation de type batterie (29) ou à une ECU est monté sur ledit boîtier (35).