FR3000627A1 - ELECTRICAL CONNECTOR AND ELECTRIC MACHINE HAVING SUCH A CONNECTOR - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un connecteur électrique, destiné à être fixé sur chaque sortie de phase du bobinage statorique d'une machine électrique à aimants permanents, le connecteur comprenant : - une partie inférieure (12) supportant un élément de fixation au bobinage et une partie supérieure (10) supportant une surface de contact conductrice (11) permettant de relier la machine électrique à un faisceau électrique, la partie inférieure et supérieure formant un angle sensiblement égal à 90°, et la partie inférieure, la partie supérieure, l'élément de fixation et la surface de contact formant une unique pièce mécanique, une protection isolante (14, 15) couvrant l'ensemble du connecteur électrique à l'exception de la surface de contact.The invention relates to an electrical connector, intended to be fixed on each phase output of the stator winding of an electrical machine with permanent magnets, the connector comprising: - a lower part (12) supporting a fastening element to the winding and a part upper (10) supporting a conductive contact surface (11) for connecting the electrical machine to a wiring harness, the lower and upper part forming an angle substantially equal to 90 °, and the lower part, the upper part, the element fixing and the contact surface forming a single mechanical part, an insulating protection (14, 15) covering the entire electrical connector with the exception of the contact surface.

Description

- 1 - CONNECTEUR ELECTRIQUE ET MACHINE ELECTRIQUE COMPORTANT UN TEL CONNECTEUR DOMAINE DE L'INVENTION [0001] La présente invention concerne la fabrication des machines électriques, notamment destinées à être installées dans des véhicules routiers. [0002] La présente invention concerne notamment les machines électriques à bobinage statorique. Cette invention trouve un exemple d'application dans les machines électriques sans balais à aimants permanents. [0003] Une machine électrique est une machine permettant la conversion entre énergie électrique et énergie mécanique. Cette conversion peut se faire dans les deux sens, selon que la machine fonctionne en générateur ou en moteur. Il existe différents types de machines, que ce soit des machines à courant continu ou des machines à courant alternatif, au sein desquelles on trouve des machines synchrones ou asynchrones. Pour effectuer cette conversion, une machine électrique comprend généralement une partie fixe, nommée stator, et une partie mobile en rotation, nommée rotor. [0004] Les machines électriques peuvent être installées dans toutes sortes de systèmes, notamment dans un véhicule routier, et plus particulièrement dans une roue d'un véhicule routier. Dans une telle configuration particulière, un des enjeux de l'installation d'une machine électrique repose sur la connexion de la machine aux connexions externes, en l'occurrence un faisceau électrique du véhicule. Dans le cas d'une machine à aimants permanents sans balais, le branchement du côté de la machine électrique s'effectue au niveau du stator. [0005] On connaît, dans l'état de la technique, une machine électrique dans laquelle la liaison électrique avec les éléments extérieurs est assurée par le sertissage des conducteurs de bobinage à fil multibrins souple relié à une broche d'un connecteur trois broches, chaque broche correspondant aux trois phases du bobinage. [0006] Ce sertissage est noyé dans une résine d'enrobage, le plus près possible des surfaces refroidies de la machine électrique, afin d'assurer un bon comportement thermique de - 2 - l'ensemble. A l'autre extrémité du fil multibrins souple, il convient d'effectuer un deuxième sertissage, avec de fixer un contact du connecteur. [0007] On constate ainsi que l'installation d'une machine électrique connectée de cette façon est relativement complexe. En effet, elle nécessite deux sertissages, chacun pour les trois phases du stator, ce qui signifie que six opérations de sertissage doivent être effectuées. [0008] Par ailleurs, une telle installation peut poser des problèmes de fiabilité en cas de démontage ultérieur de la machine. En effet, lors d'un démontage, soit on décide de laisser le fil multibrins en place, et dans ce cas il convient d'être très précautionneux pour éviter tout endommagement, soit on décide de désolidariser le fil multibrins du côté connecteur, auquel cas il faut procéder ultérieurement à une nouvelle opération de sertissage lors du remontage. [0009] La présente invention propose donc un connecteur électrique et une machine électrique permettant de remédier aux inconvénients précités. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION [0010] Ainsi, la présente invention concerne un connecteur électrique, destiné à être fixé sur chaque sortie de phase du bobinage statorique d'une machine électrique à aimants permanents, le connecteur comprenant : - une partie inférieure supportant un élément de fixation au bobinage et une partie supérieure supportant une surface de contact conductrice permettant de relier la machine électrique à un faisceau électrique, la partie inférieure et supérieure formant un angle sensiblement égal à 90°, et la partie inférieure, la partie supérieure, l'élément de fixation et la surface de contact formant une unique pièce mécanique, - une protection isolante couvrant l'ensemble du connecteur électrique à l'exception de la surface de contact. [0011] Un connecteur électrique selon l'invention est formé dans un matériau métallique conducteur, par exemple du cuivre électrolytique. Initialement, il est formé d'une pièce métallique plane, qui est pliée avec un angle sensiblement égal à 90° Il permet de garantir des fonctionnalités tout en respectant un encombrement minimal. En effet, - 3 - [0012] En outre, la présence de la protection isolante, permet de faciliter l'installation des connecteurs sur une machine électrique. En effet, le connecteur étant en un matériau conducteur, il faut éviter tout contact avec le bobinage statorique. La protection isolante permet de faciliter la manipulation du connecteur lors de son installation, et permet également tout contact intempestif lors du fonctionnement de la machine électrique. [0013] Un connecteur électrique selon l'invention, ainsi que différents modes de réalisation préférentiels, seront décrits ultérieurement en détail à l'aide des figures. [0014] L'invention concerne également une machine électrique à aimants permanents comportant un carter abritant un bobinage stator à au moins deux sorties de phase, ladite machine électrique comportant au moins un connecteur électrique selon l'invention. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres objectifs et avantages de l'invention apparaîtront clairement dans la description qui va suivre d'un mode de réalisation préféré mais non limitatif, illustré par les figures suivantes dans lesquelles : - la figure 1 montre une machine électrique fabriquée par un procédé selon l'invention, - les figures 2 à 4 montrent différentes vues d'un connecteur électrique utilisé dans un procédé selon l'invention, DESCRIPTION DU MEILLEUR MODE DE REALISATION DE L'INVENTION [0015] Ainsi que précédemment indiqué, la présente invention concerne une machine électrique telle que montrée en figure 1, et un connecteur électrique, tel que montré en figures 2 à 4. [0016] Une telle machine électrique comprend un carter 1, qui abrite un bobinage statorique 2 à trois phases, chaque phase étant reliée à un connecteur électrique, respectivement 3a, 3b, 3c. [0017] Un exemple de connecteur électrique est montré en figures 2 à 4. Un connecteur électrique comprend une partie supérieure 10 comprenant une surface de contact 11, et une partie - 4 - inférieure 12 destinée à recevoir les X fils de cuivre 13, X étant un entier, par exemple égal à 3. On constate que les parties 10 et 12 forment un angle sensiblement égal à 90°C, et constituent une unique pièce métallique. [0018] Les parties inférieures et supérieures sont en cuivre. La surface de contact 1 1 est formée d'un cône inversé, creusé dans la partie supérieure 10. [0019] Par ailleurs, une protection isolante est installée sur le connecteur. Cette protection comprend une enveloppe 14, couvrant l'ensemble du connecteur à l'exception de la surface de contact, et de l'arrière du connecteur. Par « arrière », on entend ici la face de la partie 12 destinée à être en contact avec le carter du stator lors de l'installation des connecteurs dans le carter, ainsi que montré en figure 1. [0020] La protection comprend également une plaquette isolante 15 clipsée à l'arrière de l'enveloppe, de manière à isoler complètement le connecteur, à l'exception de la surface de contact qui doit rester libre. Cette plaquette arrière 15 est, préférentiellement non plane. En effet, elle présente avantageusement, sur sa face arrière, à savoir la face n'étant pas en contact avec la partie inférieure du connecteur, un rayon de courbure égal au rayon de courbure interne du carter 1, afin de permettre un bon positionnement radial lors de l'installation. [0021] L'utilisation d'une telle protection isolante permet de garantir l'intégrité du connecteur lors de la mise en fonctionnement de la machine électrique, et permet également de faciliter la fabrication de la machine, puisque cette protection diminue les risques de mise en contact du bobinage et d'une partie conductrice du connecteur lors de la fabrication. [0022] La protection isolante, comprenant l'enveloppe 14 et la plaquette arrière 15 est réalisé en un matériau plastique résistant à la haute température, par exemple du polyétheréthercétone, souvent désigné par l'acronyme PEEK. Cette protection isolante permet à la fois une protection thermique, mais également une protection mécanique du connecteur pendant le fonctionnement de la machine électrique. [0023] Par ailleurs, la partie en cuivre du connecteur électrique, à savoir la partie externe destinée à être protégée par la protection isolante, est revêtue d'un traitement de protection, de préférence un traitement contenant de l'argent. Un tel traitement présente plusieurs avantages. D'une part, le traitement étant appliqué alors que le connecteur électrique est encore une pièce plane, comme précédemment indiqué, il permet de protéger la surface de contact du connecteur - 5 - lors d'une opération de pliage, et éventuellement d'usinage. En outre, ce traitement favorise la conduction électrique dans la zone de contact et permet de faciliter le sertissage des fils de cuivre formant une phase du bobinage, lors de la fixation du connecteur. [0024] En outre, un dégagement 16 peut être pratiqué sur un bord de la partie 12 du connecteur électrique, afin de permettre l'implantation d'un gainage de protection des fils, qui soit situé à l'intérieur de la protection isolante 14, 15 après son installation. [0025] Les Figures et leurs descriptions faites ci-dessus illustrent l'invention plutôt qu'elles ne la limitent. En particulier, l'invention et ses différentes variantes viennent d'être décrites en relation avec un exemple particulier comportant trois bandes circonférentielles. [0026] Néanmoins, il est évident pour un homme du métier que l'invention peut être étendue à d'autres modes de réalisation dans lesquels en variantes, on prévoit un nombre différent de bandes. [0027] Les signes de références dans les revendications n'ont aucun caractère limitatif Les verbes "comprendre" et "comporter" n'excluent pas la présence d'autres éléments que ceux listés dans les revendications. Le mot "un" précédant un élément n'exclue pas la présence d'une pluralité de tels éléments.FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to the manufacture of electrical machines, in particular intended to be installed in road vehicles. BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates in particular to electrical stator winding machines. This invention finds an example of application in brushless electric machines with permanent magnets. An electric machine is a machine for converting between electrical energy and mechanical energy. This conversion can be done in both directions, depending on whether the machine operates as a generator or motor. There are different types of machines, whether DC machines or AC machines, in which there are synchronous or asynchronous machines. To perform this conversion, an electrical machine generally comprises a fixed part, called stator, and a rotatable part, called rotor. Electrical machines can be installed in all kinds of systems, including a road vehicle, and more particularly in a wheel of a road vehicle. In such a particular configuration, one of the challenges of installing an electrical machine is based on the connection of the machine to external connections, in this case an electrical harness of the vehicle. In the case of a permanent magnet machine without brushes, the connection on the side of the electrical machine takes place at the stator. It is known in the state of the art, an electrical machine in which the electrical connection with the outer elements is provided by the crimping of the flexible wire winding conductors connected to a pin of a three-pin connector, each pin corresponding to the three phases of the winding. This crimping is embedded in a coating resin, as close as possible to the cooled surfaces of the electric machine, to ensure good thermal behavior of the whole. At the other end of the flexible multi-strand wire, it is necessary to perform a second crimping, with fixing a contact of the connector. It is thus found that the installation of an electrical machine connected in this way is relatively complex. Indeed, it requires two crimps, each for the three phases of the stator, which means that six crimping operations must be performed. Moreover, such an installation can cause reliability problems in case of subsequent disassembly of the machine. Indeed, during disassembly, it is decided to leave the multi-strand wire in place, and in this case it is necessary to be very cautious to avoid any damage, or it is decided to separate the multi-strand wire connector side, in which case a new crimping operation must be carried out subsequently during reassembly. The present invention therefore provides an electrical connector and an electrical machine to overcome the aforementioned drawbacks. BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION [0010] Thus, the present invention relates to an electrical connector, intended to be fixed on each phase output of the stator winding of an electric machine with permanent magnets, the connector comprising: - a lower part supporting a fixing element to the winding and an upper part supporting a conductive contact surface for connecting the electrical machine to a wiring harness, the lower and upper part forming an angle substantially equal to 90 °, and the lower part, the upper part, fixing element and the contact surface forming a single mechanical part; an insulating protection covering the entire electrical connector with the exception of the contact surface. An electrical connector according to the invention is formed in a conductive metal material, for example electrolytic copper. Initially, it is formed of a flat metal part, which is folded with an angle substantially equal to 90 ° It ensures functionality while respecting a minimum footprint. Indeed, - 3 - [0012] In addition, the presence of the insulating protection, makes it easier to install the connectors on an electrical machine. Indeed, the connector being a conductive material, it must avoid contact with the stator winding. The insulating protection facilitates the handling of the connector during its installation, and also allows any inadvertent contact during operation of the electrical machine. An electrical connector according to the invention, as well as various preferred embodiments, will be described later in detail with the aid of the figures. The invention also relates to an electric machine with permanent magnets comprising a housing housing a stator winding at least two phase outputs, said electrical machine comprising at least one electrical connector according to the invention. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES Other objectives and advantages of the invention will become clear in the following description of a preferred but non-limiting embodiment, illustrated by the following figures in which: FIG. 1 shows an electric machine manufactured by a method according to the invention, - Figures 2 to 4 show different views of an electrical connector used in a method according to the invention, DESCRIPTION OF THE BEST MODE OF CARRYING OUT THE INVENTION [0015] As previously indicated, the The present invention relates to an electric machine as shown in FIG. 1, and to an electrical connector, as shown in FIGS. 2 to 4. [0016] Such an electric machine comprises a housing 1, which houses a stator winding 2 with three phases, each phase being connected to an electrical connector, respectively 3a, 3b, 3c. An example of an electrical connector is shown in FIGS. 2 to 4. An electrical connector comprises an upper part 10 comprising a contact surface 11, and a lower part 12 intended to receive the X copper wires 13, X being an integer, for example equal to 3. It is found that the parts 10 and 12 form an angle substantially equal to 90 ° C, and constitute a single metal part. The lower and upper parts are made of copper. The contact surface January 1 is formed of an inverted cone, hollowed in the upper part 10. [0019] Furthermore, an insulating protection is installed on the connector. This protection comprises an envelope 14, covering the entire connector with the exception of the contact surface, and the back of the connector. By "rear" is meant here the face of the portion 12 intended to be in contact with the stator housing during the installation of the connectors in the housing, as shown in Figure 1. The protection also includes a insulating wafer 15 clipped to the back of the casing, so as to completely isolate the connector, with the exception of the contact surface which must remain free. This rear plate 15 is preferably non-planar. Indeed, it advantageously has, on its rear face, namely the face not in contact with the lower part of the connector, a radius of curvature equal to the internal radius of curvature of the casing 1, to allow good radial positioning during installation. The use of such an insulating protection to ensure the integrity of the connector during operation of the electrical machine, and also facilitates the manufacture of the machine, since this protection reduces the risk of putting in contact with the winding and a conductive portion of the connector during manufacture. The insulating protection, comprising the casing 14 and the rear plate 15 is made of a plastic material resistant to high temperature, for example polyetheretherketone, often referred to by the acronym PEEK. This insulating protection allows both a thermal protection, but also a mechanical protection of the connector during operation of the electric machine. Furthermore, the copper part of the electrical connector, namely the outer portion intended to be protected by the insulating protection, is coated with a protective treatment, preferably a treatment containing silver. Such treatment has several advantages. On the one hand, the treatment being applied while the electrical connector is still a flat part, as previously indicated, it protects the contact surface of the connector - 5 - during a folding operation, and possibly machining . In addition, this treatment promotes electrical conduction in the contact zone and facilitates the crimping of the copper wires forming a phase of the winding, during the attachment of the connector. In addition, a clearance 16 may be made on an edge of the portion 12 of the electrical connector, to allow the implementation of a protective sheath son, which is located inside the insulating protection 14 , 15 after installation. The figures and their descriptions made above illustrate the invention rather than limit it. In particular, the invention and its various variants have just been described in connection with a particular example having three circumferential bands. Nevertheless, it is obvious to a person skilled in the art that the invention can be extended to other embodiments in which variants are provided with a different number of bands. The reference signs in the claims have no limiting character The verbs "understand" and "include" do not exclude the presence of other elements than those listed in the claims. The word "a" preceding an element does not exclude the presence of a plurality of such elements.

Claims (7)

REVENDICATIONS1. Connecteur électrique, destiné à être fixé sur chaque sortie de phase du bobinage statorique d'une machine électrique à aimants permanents, le connecteur comprenant : une partie inférieure (12) supportant un élément de fixation au bobinage et une partie supérieure (10) supportant une surface de contact conductrice (11) permettant de relier la machine électrique à un faisceau électrique, la partie inférieure et supérieure formant un angle sensiblement égal à 90°, et la partie inférieure, la partie supérieure, l'élément de fixation et la surface de contact formant une unique pièce mécanique, une protection isolante (14, 15) couvrant l'ensemble du connecteur électrique à l'exception de la surface de contact.REVENDICATIONS1. An electrical connector adapted to be attached to each phase output of the stator winding of an electric permanent magnet machine, the connector comprising: a lower portion (12) supporting a winding attachment member and an upper portion (10) supporting a conductive contact surface (11) for connecting the electrical machine to a wiring harness, the lower and upper part forming an angle substantially equal to 90 °, and the lower part, the upper part, the fixing element and the mounting surface. contact forming a single mechanical part, an insulating protection (14, 15) covering the entire electrical connector with the exception of the contact surface. 2. Connecteur électrique selon la revendication 1, dans laquelle la protection isolante comprend : une enveloppe isolante couvrant l'ensemble du connecteur électrique, à l'exception de la face arrière de la partie inférieure, et de la surface de contact, et une plaquette clipsée sur l'enveloppe isolante, et couvrant la face arrière de la partie inférieure.An electrical connector according to claim 1, wherein the insulating protection comprises: an insulating envelope covering the entire electrical connector, except for the rear face of the lower portion, and the contact surface, and a wafer clipped on the insulating envelope, and covering the rear face of the lower part. 3. Connecteur électrique selon la revendication 2, dans laquelle la plaquette est un élément courbe, présentant un rayon de courbure externe identique au rayon de courbure interne du stator.3. Electrical connector according to claim 2, wherein the wafer is a curved element, having an outer radius of curvature identical to the internal radius of curvature of the stator. 4. Connecteur électrique selon la revendication 3, dans laquelle la protection isolante est une pièce en plastique résistant aux hautes températures.4. An electrical connector according to claim 3, wherein the insulating protection is a plastic part resistant to high temperatures. 5. Connecteur électrique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la partie inférieure comporte un dégagement au niveau de l'élément de fixation au bobinage, permettant l'insertion d'un gainage des fils du bobinage à l'intérieur de l'enveloppe isolante.5. Electrical connector according to one of the preceding claims, wherein the lower portion comprises a clearance at the winding attachment element, allowing the insertion of a jacketing of the winding son inside the insulating envelope. 6. Connecteur électrique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'élément de fixation reçoit X fils de cuivre d'une phase du bobinage statorique, X étant un nombre entier, par exemple égal à 3.-6. Electrical connector according to one of the preceding claims, wherein the fastening element receives X copper son of a phase of the stator winding, X being an integer, for example equal to 3.- 7 - 7. Connecteur électrique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la partie inférieure, la partie supérieure, l'élément de fixation et la surface de contact forment une unique pièce mécanique, et dans lequel cette pièce mécanique est recouverte d'un traitement de protection. -8. Machine électrique à aimants permanents comportant un carter abritant un bobinage stator à au moins deux sorties de phase, ladite machine électrique comportant au moins un connecteur électrique selon l'une des revendications précédentes:7 - 7. Electrical connector according to one of the preceding claims, wherein the lower part, the upper part, the fixing element and the contact surface form a single mechanical part, and wherein the mechanical part is covered with protective treatment. -8. Permanent magnet electric machine comprising a casing housing a stator winding with at least two phase outputs, said electric machine comprising at least one electrical connector according to one of the preceding claims:
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