FR2893775A1 - Machine electrique rotative a inverseur integre - Google Patents
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Abstract
Une machine électrique rotative à onduleur intégré comprend une enceinte (100) dans laquelle un trou d'aération (90) est formé, un moteur à courant alternatif (4) placé dans l'enceinte (100), le moteur à courant alternatif (4) comprenant un rotor (11) et un ventilateur (2) dont la rotation introduit de l'air extérieur dans l'enceinte (100) depuis l'extérieur à travers le trou d'aération (90), le ventilateur (2) étant fixé au rotor (11), et une unité formant onduleur (50) placée dans l'enceinte (100) et disposée dans le trou d'aération (90). L'unité formant onduleur (50) comprend une partie de circuit électrique (60) et une partie de circuit de commande (70) dont le tableau de commande (72) est placé dans un boîtier (71) qui isole thermiquement le tableau de commande (72) de la partie de circuit électrique (60). La partie de circuit électrique (60) est située à une position faisant face au ventilateur (2) et la partie de circuit de commande (70) est située en amont de la partie de circuit électrique (60) par rapport à une entrée d'air extérieur. Les circuits de transmission de signaux (80) provenant de la partie de circuit électrique (60) sont reliés aux circuits de transmission de signaux provenant de la partie de circuit de commande (70) via les trous (81) formés dans le boîtier (71).
Description
MACHINE ELECTRIQUE ROTATIVE À INVERSEUR INTEGRE DESCRIPTION DOMAINE
TECHNIQUE ET ART ANTÉRIEUR La présente invention concerne généralement une machine électrique rotative avec un onduleur intégré (machine électrique rotative à onduleur intégré), et plus particulièrement, une machine électrique rotative à onduleur intégré ayant des caractéristiques thermiques améliorées. Les machines électriques rotatives à onduleur intégré sont connues. Par exemple, la publication de demande de brevet japonais n 2004-274992 décrit une machine électrique rotative à onduleur intégré, dans laquelle des dispositifs de commutation, un circuit de commande et un grand nombre de câbles transportant de faibles courants, par exemple, sont placés dans un boîtier pour garantir la sécurité mécanique et électrique.
Une machine électrique rotative à onduleur intégré classique est généralement structurée de sorte qu'un circuit de commande et un circuit électrique comprenant des dispositifs de commutation sont agencés à proximité étroite l'un de l'autre dans un boîtier, afin que la chaleur produite par les dispositifs de commutation soit facilement transférée au circuit de commande. Cette structure classique a un problème en ce que le circuit de commande a tendance à être endommagé par l'accumulation de chaleur. Si le circuit de commande est isolé du circuit électrique en fournissant une séparation pour empêcher le transfert de chaleur à l'intérieur du boîtier, il se pose un autre problème selon lequel la séparation entraîne une augmentation de la taille du boîtier. Un autre problème de la structure classique est que des fils et connexions complexes sont nécessaires, parce que le circuit électrique et le circuit de commande sont agencés sur un plan commun dans le boîtier. EXPOSÉ DE L'INVENTION A la lumière des problèmes susmentionnés de l'art antérieur, la présente invention a pour objet de fournir une machine électrique rotative à onduleur intégré, dans laquelle l'augmentation de température d'un circuit de commande est supprimée pour réaliser d'excellentes caractéristiques thermiques. Selon l'invention, une machine électrique rotative à onduleur intégré comprend une enceinte dans laquelle un trou d'aération est formé, un moteur à courant alternatif placé dans l'enceinte, le moteur à courant alternatif comprenant un rotor et un ventilateur dont la rotation introduit de l'air extérieur dans l'enceinte depuis l'extérieur via le trou d'aération, le ventilateur étant fixé au rotor, et une unité formant onduleur placée dans l'enceinte et disposée dans le trou d'aération. L'unité formant onduleur comprend une partie de circuit électrique et une partie de circuit de commande dont le tableau de commande est placé dans un boîtier qui isole thermiquement le tableau de commande de la partie de circuit électrique. La partie de circuit électrique est placée à une position faisant face au ventilateur et la partie de circuit de commande est placée sur un côté en amont de la partie de circuit électrique par rapport à une entrée de l'air extérieur. Des circuits de transmission de signaux provenant de la partie de circuit électrique sont reliés à des circuits de transmission de signaux provenant du tableau de commande à travers au moins un trou formé dans le boîtier.
La machine électrique rotative à onduleur intégré ainsi structurée peut minimiser le transfert thermique de la partie de circuit électrique à la partie de circuit de commande, offrant ainsi d'excellentes caractéristiques thermiques.
La présente invention a également pour objet une machine électrique rotative à onduleur intégré, dans laquelle le trou est formé dans une paroi dudit boîtier faisant face à la partie de circuit électrique. La présente invention a également pour objet une machine électrique rotative à onduleur intégré, dans laquelle les circuits de transmission de signaux provenant de la partie de circuit électrique sont reliés à un emplacement unique spécifié et passés à travers le trou formé dans ledit boîtier.
La présente invention a également pour objet une machine électrique rotative à onduleur intégré, ladite unité formant onduleur comprenant en outre des conducteurs de câblage qui sont reliés aux circuits de transmission de signaux provenant du tableau de commande à des points spécifiés, les circuits de transmission de signaux provenant de la partie de circuit électrique étant reliés aux circuits de transmission de signaux provenant du tableau de commande via les conducteurs de câblage. La présente invention a également pour objet une machine électrique rotative à onduleur intégré, dans laquelle de la résine est déposée dans ledit boîtier pour sceller un intervalle entre les circuits de transmission de signaux provenant de la partie de circuit électrique et une périphérie du trou formé dans ledit boîtier à travers lequel passent les circuits de transmission de signaux provenant de la partie de circuit électrique. La présente invention a également pour objet une machine électrique rotative à onduleur intégré, dans laquelle un emballage étanche est placé dans le trou formé dans ledit boîtier pour sceller un intervalle entre les circuits de transmission de signaux provenant de la partie de circuit électrique et une périphérie du trou à travers lequel passent les circuits de transmission de signaux provenant de la partie de circuit électrique. La présente invention a également pour objet une machine électrique rotative à onduleur intégré, dans laquelle l'emballage étanche est intégralement placé dans ledit boîtier de sorte que ledit boîtier et l'emballage étanche forment ensemble une structure unique. La présente invention a également pour objet une machine électrique rotative à onduleur intégré, dans laquelle un trou de vidange relié au trou d'aération est formé dans le boîtier.
La présente invention a également pour objet une machine électrique rotative à onduleur intégré, dans laquelle de la résine est déposée dans ledit boîtier jusqu'à un point où le tableau de commande est entièrement intégré dans la résine. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS Ces objets, caractéristiques et avantages de l'invention, et d'autres, ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée suivante en référence aux dessins annexés, sur lesquels - La figure 1 est une vue en coupe montrant la structure d'une machine électrique rotative à onduleur intégré selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe montrant la structure d'une pièce principale d'une machine électrique rotative à onduleur intégré selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, - la figure 3 est une vue en coupe montrant la structure d'une pièce principale d'une machine électrique rotative à onduleur intégré selon un troisième mode de réalisation de l'invention, -la figure 4 est une vue en coupe montrant la structure d'une pièce principale d'une machine électrique rotative à onduleur intégré selon un quatrième mode de réalisation de l'invention, et - la figure 5 est une vue en coupe montrant la structure d'une pièce principale d'une machine électrique rotative à onduleur intégré selon un cinquième mode de réalisation de l'invention. 6
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Les modes de réalisation spécifiques de l'invention sont maintenant décrits en référence aux dessins annexés.
PREMIER MODE DE REALISATION La figure 1 est une vue en coupe montrant la structure d'une machine électrique rotative à onduleur intégré selon un premier mode de réalisation de l'invention. En référence à la figure 1, la machine électrique rotative à onduleur intégré a une enceinte 100 faite d'un boîtier de moteur 3 et d'un boîtier extérieur 9, l'enceinte 100 accueillant un moteur à courant alternatif 4 qui comprend un stator 40 ayant des bobines de stator 41 placées dans le boîtier de moteur 3, un rotor 11 monté de manière fixe sur un arbre rotatif 1 et un ventilateur 2 dont la rotation introduit de l'air extérieur dans l'enceinte 100 depuis l'extérieur, le ventilateur 2 étant fixé au rotor 11, ainsi qu'une unité formant onduleur 50 pour convertir le courant continu entré en courant alternatif. L'unité formant onduleur 50 est disposée dans un trou d'aération 93 formé dans l'enceinte 100 à travers lequel l'air extérieur est introduit depuis l'extérieur dans l'enceinte 100 le long des directions montrées par les flèches A alors que le ventilateur 2 tourne. L'unité formant onduleur 50 comprend une partie de circuit électrique 60 et une partie de circuit de commande 70. Située à une position face au ventilateur 2, la partie de circuit électrique 60 comprend une pluralité de dispositifs de commutation 61 qui forment un circuit onduleur pour amener l'énergie électrique aux bobines du stator 41 du moteur à courant alternatif 4 et dissipateurs thermiques 62 auxquels les dispositifs de commutation 61 sont fixés. La partie de circuit électrique 60 est reliée à un condensateur de filtrage 63. La partie de circuit de commande 70 comprend un tableau de commande 72 placé dans un boîtier 71 qui isole thermiquement le tableau de commande 72 de la partie de circuit électrique 60. Comme montré sur la figure 1, un côté avant du boîtier 71 est fermé par un couvercle avant 8, et la partie de circuit de commande 70 est disposée sur un côté en amont de la partie de circuit électrique 60 par rapport à une entrée de l'air extérieur. Des circuits de transmission de signaux moulés en résine 80 provenant de la partie de circuit électrique 60 passent à travers des trous 81 formés dans le boîtier 71 et reliées aux circuits de transmission de signaux depuis le tableau de commande 72. Les trous 81 sont formés dans une paroi intérieure du boîtier 71 face à la partie de circuit électrique 60 afin que les circuits de transmission de signaux 80 passent à travers les trous 81 et soient reliées aux circuits de transmission de signaux provenant du tableau de commande 72 par un acheminement d'une longueur minimale. Les intervalles entre les circuits de transmission de signaux 80 et les périphéries des trous 81 sont scellés par de la résine 82 déposée dans le boîtier 71. Un trou de vidange 83 est formé dans le boîtier 71 pour en relier l'intérieur au trou d'aération 90. Des balais 31 à travers lesquels des courants d'excitation sont amenés au rotor 11 du moteur à courant alternatif 4 sont situés à des positions à environ la même distance d'une extrémité de l'arbre rotatif 1 comme partie de circuit électrique 60.
Dans la structure décrite ci-dessus de la machine électrique rotative à onduleur intégré du premier mode de réalisation, le tableau de commande 72 est thermiquement isolé de la partie de circuit électrique 60 par le boîtier 71 et la chaleur produite dans la partie de circuit électrique 60 est transmise à la partie de circuit de commande 70 uniquement à travers les circuits de transmission de signaux, afin que la quantité de chaleur transférée de la partie de circuit électrique 60 à la partie de circuit de commande 70 soit minimisée. Cette structure du mode de réalisation permet de réaliser une performance de refroidissement élevée en facilitant la conception de refroidissement de l'équipement. Alors que la partie de circuit électrique 60 et la partie de circuit de commande 70 sont séparées l'une de l'autre, les deux parties 60, 70 sont isolées et, en conséquence, la portion de circuit électrique 60 et la partie de circuit de commande 70 peuvent être construites en utilisant des types et quantités appropriés de matériaux. Cela permet une réduction des coûts et d'atteindre une performance d'isolation élevée, et ainsi une amélioration de la fiabilité des dispositifs de commutation 61 dans la partie de circuit électrique 60. Selon la structure du mode de réalisation, les circuits de transmission de signaux 80 provenant de la partie de circuit électrique 60 peuvent être facilement reliés aux circuits de transmission de signaux provenant du tableau de commande 72 à travers les trous 81 formés dans la paroi intérieure du boîtier 71 après avoir assemblé séparément la partie de circuit électrique 60 et la partie de circuit de commande 70, afin de que la manipulation dans les processus effectuée avant l'assemblage de la partie de circuit électrique 60 et de la partie de circuit de commande 70 et après leur interconnexion soit simplifiée, résultant en une facilité améliorée d'assemblage. D'autres avantages de la structure du mode de réalisation sont une simple interconnexion entre la partie de circuit électrique 60 et la partie de circuit de commande 70 et une faible résistance de câblage, de sorte à atteindre une rigidité élevée et une capacité résistant aux vibrations. Les intervalles entre les circuits de transmission de signaux 80 et les périphéries des trous 81 sont scellés par la résine 82 déposée dans le boîtier 71 comme indiqué ci-dessus. Cela permet de sceller le boîtier 71 avec une faible quantité de résine 82, tout en empêchant l'intrusion d'eau et de poussière dans le boîtier 71. En outre, la structure du mode de réalisation garantit une propriété isolante élevée du boîtier 71 pour protéger le tableau de commande 72 alors qu'une petite quantité d'eau formée dans le boîtier 71 par condensation, par exemple, est vidangée à travers le trou de vidange 83 fait dans le boîtier 71.
DEUXIEME MODE DE REALISATION La figure 2 est une vue en coupe montrant la structure d'une piece principale d'une machine électrique rotative à onduleur intégré selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, sur laquelle les éléments identiques ou similaires à ceux du premier mode de réalisation sont désignés par les mêmes références numériques. La machine électrique rotative à onduleur intégré du deuxième mode de réalisation est obtenue en modifiant une partie de la machine électrique rotative à onduleur intégré du premier mode de réalisation. La figure 2 montre une vue agrandie de la pièce modifiée. La caractéristique de ce mode de réalisation est que les circuits de transmission de signaux moulées en résine 801 provenant de la partie de circuit électrique 60 sont acheminés à travers un emplacement unique spécifié, c'est-à-dire, une partie centrale de la paroi intérieure du boîtier 71 faisant face à la partie de circuit électrique 60 dans un exemple illustré de la figure 2, dans laquelle l'emplacement unique spécifié fait référence à tout emplacement approprié pour déterminer la configuration en circuit du tableau de commande 72. Cet agencement aide à fournir une facilité améliorée d'assemblage et permet l'utilisation efficace de l'espace disponible sur le tableau de commande 72. Dans ce mode de réalisation, les circuits de transmission de signaux 801 sont passés ensemble à travers un trou unique 811 formé dans la partie centrale de la paroi intérieure du boîtier 71, et un emballage étanche (bague d'étanchéité) 73 est placé dans le trou 811 pour sceller un intervalle entre les circuits de transmission de signaux 801 et une périphérie du trou 811 afin d'empêcher l'intrusion d'eau et de poussière dans le boîtier 71.
La machine électrique rotative à onduleur intégré du deuxième mode de réalisation ainsi structurée présente des avantages tels qu'une facilité améliorée d'assemblage et l'utilisation efficace de l'espace sur le tableau de commande 72, sans parler des mêmes avantages que le premier mode de réalisation susmentionné. C'est parce que les circuits de transmission de signaux 801 provenant de la partie de circuit électrique 60 reliée au tableau de commande 72 sont reliés à l'emplacement unique spécifié susmentionné (la partie centrale de la paroi intérieure du boîtier 71). En outre, l'utilisation de l'emballage étanche 73 supprime la nécessité d'appliquer une résine et de la laisser durcir dans un four de cuisson tout en fournissant une performance de scellement appropriée pour empêcher l'intrusion d'eau et de poussière dans le boîtier 71. TROISIEME MODE DE REALISATION La figure 3 est une vue en coupe montrant la structure d'une piece principale d'une machine électrique rotative à onduleur intégré selon un troisième mode de réalisation de l'invention, dans lequel les éléments identiques ou similaires à deux des précédents modes de réalisation sont désignés par les mêmes références numériques.
La machine électrique rotative à onduleur intégré du troisième mode de réalisation est obtenue en modifiant une partie de la machine électrique rotative à onduleur intégré du premier mode de réalisation. La figure 3 montre une vue agrandie de la pièce modifiée. La caractéristique de ce mode de réalisation est que la partie de circuit de commande 70 comprend dans son boîtier 71 des conducteurs de câblage 74 constitués d'éléments électriquement conducteurs qui sont reliés aux circuits de transmission de signaux provenant du tableau de commande 72 à des points spécifiés et moulés dans le boîtier 71. Les circuits de transmission de signaux moulées en résine 80 provenant de la partie de circuit électrique 60 passent à travers les trous 81 et sont reliés aux conducteurs de câblage 74, moyennant quoi les circuits de transmission de signaux 80 provenant de la partie de circuit électrique 60 sont reliés aux circuits de transmission de signaux provenant du tableau de commande 72. De plus, les intervalles entre les circuits de transmission de signaux 80 et les périphéries des trous 81 formés dans la paroi intérieure du boîtier 71 faisant face à la partie de circuit électrique 60 sont scellés par des emballages étanches 731 placés dans les trous 81 de sorte que le boîtier 71 et les emballages étanches 731 forment ensemble une structure unique. La machine électrique rotative à onduleur intégré du troisième mode de réalisation ainsi structurée présente des avantages tels que facilité de conception et simplification des connexions des câbles dans la partie de circuit électrique 60, sans parler des mêmes avantages que les modes de réalisation susmentionnés. C'est parce que les circuits de transmission de signaux 80 provenant de la partie de circuit électrique 60 sont reliés aux circuits de transmission de signaux provenant du tableau de commande 72 via les conducteurs de câblage 74. En outre, comme les emballages étanches 731 sont intégralement placés dans le boîtier 71, les intervalles entre les circuits de transmission de signaux 80 provenant de la partie de circuit électrique 60 et les périphéries des trous 81 dans le boîtier 71 peuvent être facilement scellés, résultant en une facilité améliorée d'assemblage. QUATRIEME MODE DE REALISATION La figure 4 est une vue en coupe montrant la structure d'une piece principale d'une machine électrique rotative à onduleur intégré selon un quatrième mode de réalisation de l'invention, dans lequel les éléments identiques ou similaires à ceux des modes de réalisation précédents sont désignés par les mêmes références numériques. La machine électrique rotative à onduleur intégré du quatrième mode de réalisation est obtenue en modifiant une partie de la machine électrique rotative à onduleur intégré du premier mode de réalisation. La figure 4 montre une vue agrandie de la pièce modifiée. La caractéristique de ce mode de réalisation est que les intervalles entre les périphéries des trous 81 formés dans la paroi intérieure du boîtier 71 faisant face à la partie de circuit électrique 60 et les circuits de transmission de signaux 80 passées à travers les trous 81 sont scellés par une grande quantité de résine 820, et pas une petite quantité, déposée dans le boîtier 71 jusqu'à un stade où le tableau de commande 72 est entièrement intégré dans la résine 820. La machine électrique rotative à onduleur intégré du quatrième mode de réalisation ainsi structuré présente des avantages tels que la facilité de scellement de la paroi intérieure du boîtier 71 faisant face à la partie de circuit électrique 60 ainsi qu'une propriété isolante améliorée et une résistance environnementale du tableau de commande entier 72, sans parler des mêmes avantages que le mode de réalisation susmentionné. CINQUIEME MODE DE REALISATION La figure 5 est une vue en coupe montrant la structure d'une piece principale d'une machine électrique rotative à onduleur intégré selon un cinquième mode de réalisation de l'invention, dans lequel les éléments identiques ou similaires à ceux des modes de réalisation précédents sont désignés par les mêmes références numériques. La machine électrique rotative à onduleur intégré du cinquième mode de réalisation est obtenue en modifiant une partie de la machine électrique rotative à onduleur intégré du premier mode de réalisation. La figure 5 montre une vue agrandie de la pièce modifiée. La caractéristique de ce mode de réalisation est qu'une enceinte 101 est constituée d'un boîtier de moteur 30 seul qui accueille à la fois le moteur à courant alternatif 4 et l'unité formant onduleur 50, et l'unité formant onduleur 50 est disposée dans un trou d'aération 90 à travers lequel de l'air est introduit depuis l'extérieur dans l'enceinte 101 le long des directions montrées par les flèches A alors que le ventilateur 2 tourne. La machine électrique rotative à onduleur intégré du cinquième mode de réalisation ainsi structurée présente l'avantage que tous les composants internes peuvent être placés dans l'enceinte unique 101, sans parler des mêmes avantages que les modes de réalisation susmentionnés. Il est inutile de dire que les structures des premier au cinquième modes de réalisation peuvent être associées si approprié pour profiter des modes de réalisation individuels décrits jusqu'à présent.
Claims (9)
1. Machine électrique rotative à onduleur intégré comprenant . - une enceinte (100) dans laquelle un trou d'aération (90) est formé, - un moteur à courant alternatif (4) placé dans ladite enceinte (100), ledit moteur à courant alternatif (4) comprenant un rotor (11) et un ventilateur (2) dont la rotation introduit de l'air extérieur dans ladite enceinte (100) depuis l'extérieur via le trou d'aération (90), le ventilateur (2) étant fixé au rotor (11), et - une unité formant onduleur (50) placée dans ladite enceinte (100) et disposée dans le trou d'aération (90), ladite unité formant onduleur (50) comprenant une partie de circuit électrique (60) placée à une position faisant face au ventilateur (2) et une partie de circuit de commande (70) dont le tableau de commande (72) est placé dans un boîtier (71) qui isole thermiquement le tableau de commande (72) de la partie de circuit électrique (60), la partie de circuit de commande (70) étant placée sur un côté en amont de la partie de circuit électrique (60) par rapport à une entrée de l'air extérieur, dans lequel les circuits de transmission de signaux (80) provenant de la partie de circuit électrique (60) sont reliés aux circuits de transmission de signaux provenant du tableau de commande (72) à travers un trou (81) formé dans ledit boîtier (71).
2. Machine électrique rotative à onduleur intégré selon la revendication 1, dans laquelle le trou (81) est formé dans la paroi dudit boîtier (71) faisant face à la partie de circuit électrique (60).
3. Machine électrique rotative à onduleur intégré selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle les circuits de transmission de signaux (801) provenant de la partie de circuit électrique (60) sont reliés à un emplacement unique spécifié et passées à travers le trou (811) formé dans ledit boîtier (71).
4. Machine électrique rotative à onduleur intégré selon l'une des revendications 1 à 3, ladite unité formant onduleur (50) comprenant en outre des conducteurs de câblage (74) qui sont reliés aux circuits de transmission de signaux provenant du tableau de commande (72) à des points spécifiés, les circuits de transmission de signaux (80) provenant de la partie de circuit électrique (60) étant reliés aux circuits de transmission de signaux provenant du tableau de commande (72) via les conducteurs de câblage (74).
5. Machine électrique rotative à onduleur intégré selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle de la résine (82) est déposée dans ledit boîtier (71) pour sceller un intervalle entre les circuits de transmission de signaux (80) provenant de la partie de circuit électrique (60) et une périphérie du trou (81) formé dans ledit boîtier (71) à traverslequel passent les circuits de transmission de signaux (80) provenant de la partie de circuit électrique (60).
6. Machine électrique rotative à onduleur intégré selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle un emballage étanche (73) est placé dans le trou (811) formé dans ledit boîtier (71) pour sceller un intervalle entre les circuits de transmission de signaux (801) provenant de la partie de circuit électrique (60) et une périphérie du trou (811) à travers lequel passent les circuits de transmission de signaux (801) provenant de la partie de circuit électrique (60).
7. Machine électrique rotative à onduleur intégré selon la revendication 6, dans laquelle l'emballage étanche (731) est intégralement placé dans ledit boîtier (71) de sorte que ledit boîtier (71) et l'emballage étanche (731) forment ensemble une structure unique.
8. Machine électrique rotative à onduleur intégré selon l'une des revendications 1 à 7, dans laquelle un trou de vidange (83) relié au trou d'aération (90) est formé dans le boîtier (71).
9. Machine électrique rotative à onduleur intégré selon l'une des revendications 1 à 7, dans laquelle la résine (820) est déposée dans ledit boîtier (71) jusqu'à un point où le tableau de commande (72) est entièrement intégré dans la résine (820).
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