FR3029963A1 - Machine electrique - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne une machine électrique comportant au moins un stator 2, et des moyens de réduction du bruit comprenant au moins des moyens 61' , 61'' d'isolation acoustiques du stator 2 par rapport au reste de la machine électrique 1.
Description
1 MACHINE ELECTRIQUE La présente invention se rapporte au domaine des machines électriques, et se rapporte plus particulièrement aux machines électriques pour compresseur électrique, et par exemple un compresseur de suralimentation électrique. Une machine électrique est une machine, également appelée moteur, qui comporte au moins un stator. Le stator comporte des dents autour desquelles sont entourées les bobines. L'alimentation de chacune des bobines permet la création d'un champ magnétique dans le stator, un rotor s'orientant suivant les lignes de champ.
Dans le domaine de l'automobile, ces machines électriques sont par exemple utilisées dans des compresseurs électriques. Par exemple, ces machines sont utilisées sur le circuit d'admission d'air pour améliorer le rendement du véhicule, pallier le temps de latence du turbocompresseur classique au démarrage, ou dans les phases transitoires du véhicule.
Cependant, ce type de machine est source de bruit. En effet, les vibrations du moteur peuvent interférer avec la fréquence de résonnance de la machine et engendrer des vibrations supplémentaires et ainsi des micro-déplacements à haute fréquence et dans le domaine audible de l'oreille humaine. Les vibrations se transmettent sur toute la structure de la machine, et se propagent dans l'air et dans les supports de la machine. Si les bruits conduits par la machine vers le support peuvent être réduits par des amortisseurs, les bruits intrinsèques à la machine sont plus difficiles à traiter. Une solution à ce bruit, consiste à réduire les effets des efforts radiaux. Les effets des efforts radiaux sont réduits, par exemple, en aménageant des évidements de matière sur la face externe du stator, dans le prolongement des dents du stator. Une telle solution permet un gain de déformation, permettant de réduire les efforts radiaux sur la pièce en contact avec le stator. Ce gain participe à la réduction partielle du bruit, qui reste ainsi encore audible par une oreille humaine. La présente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvénients des machines de l'art antérieur en proposant une machine électrique configurée pour limiter les nuisances sonores.
3029963 2 Pour cela la présente invention propose une machine électrique, comportant au moins un stator, et des moyens de réduction du bruit comprenant au moins des moyens d'isolation acoustiques du stator par rapport au reste de la machine électrique. En effet, il a été mis en évidence que l'utilisation de moyens d'isolation acoustique 5 axiale 61', 61" permet de réduire les nuisances sonores d'au moins 15 db. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens d'isolation acoustique sont des moyens d'isolation axiale. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens d'isolation axiale sont formés par au moins deux joints disposés aux extrémités axiales 610 du stator.
10 Selon un mode de réalisation de l'invention, au moins une portion du joint est en compression avec la surface de l'extrémité du stator. Selon un mode de réalisation de l'invention, le nombre de portion en compression est déterminé en fonction de la masse du stator. Selon un mode de réalisation de l'invention, la portion de compression est réalisée 15 par le joint lui même. Selon un mode de réalisation de l'invention, la portion de compression est réalisée par une pièce complémentaire qui vient comprimer localement certaines zones du joint. Selon un mode de réalisation de l'invention, la machine comporte des moyens de dissipation thermique radiaux sont formés par de la résine recouvrant au moins une 20 partie de la surface radiale extérieure du stator. L'invention concerne également, l'utilisation de la machine électrique selon l'invention dans un compresseur de suralimentation électrique pour véhicule automobile. L'invention concerne également, un compresseur de suralimentation électrique équipé d'une machine électrique selon l'invention.
25 D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront plus clairement à la lecture de la description faite, ci-après, en se référant aux figures annexées, données à titre d'exemple et dans lesquelles: - la figure 1 est une représentation schématique d'une vue en coupe transversale 30 du dispositif concerné par la présente invention, 3029963 3 - la figure 2 est une représentation schématique d'une vue en coupe longitudinale du dispositif selon l'invention intégré dans un compresseur électrique, - la figure 3 est une représentation schématique d'un détail A de la figure 3 selon l'invention, 5 - la figure 4 est une représentation schématique de la pièce supplémentaire selon l'invention, - la figure 5 est une représentation schématique d'une variante d'un moyen d'isolation acoustique axiale selon l'invention. La présente invention concerne une machine électrique 1. La machine 1 électrique 10 comporte au moins un stator 2, illustré figure 1 et 3. La machine électrique comporte également un rotor 3 disposé à l'intérieur du stator 2. Plus précisément, le rotor 3 est disposé dans un espace 4 formé au centre du stator 2. Selon un mode de réalisation de l'invention, le stator est disposé dans un évidement formé dans le corps 110 de la machine électrique, illustré figure 3.
15 Selon un mode de réalisation de l'invention, la machine électrique est une machine à courant continue ou alternatif, synchrone, ou tout type de machine électrique du même type. Plus précisément, selon un mode de réalisation de l'invention, la machine électrique est un moteur à reluctance variable (également appelée machine SRM pour 20 Switched Reluctance Motor selon la terminologie anglaise). Le stator 2 est formé d'au moins un corps 21. Selon un mode de réalisation de l'invention, le stator est monobloc. Selon un mode de réalisation de l'invention, le stator est formé de plusieurs corps. Le stator est également formé de plusieurs dents 22. Les dents 22 sont disposées sur la face interne 221 du corps du stator délimitant l'espace 4 25 dans lequel se trouve le rotor. Le stator 2 comporte n dents 22, n étant supérieur ou égale à 4, de préférence compris entre 4 et 20, de manière préférée entre 4 et 12, et de manière très préférée égale à 6. Autour de chacune des dents 22 est disposé un bobinage qui forme ainsi les bobines 23 du stator. L'alimentation de chacune des bobines 23 permet la création d'un champ magnétique dans le stator 2.
3029963 4 Selon un mode de réalisation de l'invention, le rotor 3 comporte des dents 32 de rotor orientées suivant les lignes de champ du stator 2. Le nombre de dents du rotor 3 est compris entre 2 et 8, et de manière préférée est égale à 4. Dans le cadre de l'invention, les moyens de réduction du bruit comprennent des 5 moyens d'isolation acoustique du stator par rapport au reste de la machine électrique. Selon un mode de réalisation de l'invention, il a été mis en évidence que l'utilisation de moyens d'isolation acoustique axiale 61', 61" permet de réduire les nuisances sonores de 15 db. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens d'isolation acoustique 10 axiale 61', 61" sont formés par au moins deux joints 61', 61" disposés aux extrémités radiales 610 du stator 2. Les extrémités axiales 610 du stator correspondent aux deux surfaces externes du stator 2 disposées perpendiculairement par rapport à l'axe 31 du stator 2. Dans le cadre de l'invention, l'axe 31 longitudinal du stator est défini comme étant 15 l'axe 31 le long duquel s'étend le stator, passant par le centre du stator, c'est-à-dire l'axe 31 autour duquel est disposé le stator et l'axe de rotation du rotor. Selon un mode de réalisation de l'invention, les joints 61', 61" sont des joints élastomère. Par exemple, les joints sont de type fluoroélastomères (FKM, FKM peroxydé) caoutchoucs nitrile hydrogénés (HNBR pour hydrogenated nitrile butadiene rubber selon 20 la terminologie anglaise) ou éthylène-propylène-diène monomère (EPDM). Selon un mode de réalisation de l'invention, les joints 61', 61" sont disposés en périphérie de la surface 610 formant les extrémités du stator 2. Selon un mode de réalisation de l'invention, au moins une portion du joint 61', 61" est en compression avec la surface 610 de l'extrémité du stator. Selon un mode de 25 réalisation de l'invention, plusieurs portions du joint 61', 61" sont en compression avec la surface de l'extrémité du stator. En effet, il a été mis en évidence que la réduction du bruit était plus importante lorsque certaines zones du joint sont comprimées sur la surface de l'extrémité du stator. Dans le cadre de l'invention, on entend par portion en compression, un point de 30 compression du joint contre la surface 600 de l'extrémité du stator. C'est-à-dire une zone 3029963 5 dont la pression de contact est plus forte que les autres zones de contact du joint avec la surface de l'extrémité du stator. Selon un mode de réalisation de l'invention, le nombre de portion en compression est déterminé en fonction de la masse du stator. C'est-à-dire que plus la masse est élevée, 5 plus il peut être nécessaire d'avoir des points de contact. Selon un mode de réalisation de l'invention, au moins six portions du joint 61', 61" sont en compression avec la surface de l'extrémité du stator. Selon un mode de réalisation de l'invention, au moins huit portions du joint 61', 61" sont en compression avec la surface 610 de l'extrémité du stator.
10 Selon un mode de réalisation de l'invention, entre 1, c'est-à-dire une couronne 612 complète du joint, et 30 portions du joint 61', 61" sont en compression avec la surface 610 de l'extrémité du stator. Selon un mode de réalisation de l'invention illustrée figure 5, la portion de compression est réalisée par le joint 61', 61" lui même. C'est-à-dire que le joint possède 15 des éléments en relief 611 permettant un contact plus important avec la surface 160 de l'extrémité du stator 2. Les éléments en relief 611 sont des protubérances qui ont toutes formes permettant d'assurer le contact avec la surface de l'extrémité du stator. Par exemple, les éléments en relief sont en forme de bosse, de cône ou plane. Selon un mode de réalisation de l'invention illustrée figure 4, la portion de 20 compression est réalisée par une pièce complémentaire 7 qui vient comprimer localement certaines zones du joint 61', 61". Plus précisément la pièce complémentaire 7 vient plaquer le joint 61', 61" contre la surface 160 d'extrémité du stator 2. Le plaquage est réalisé plus fortement au niveau de certaines zones, ce sont les portions de compressions.
25 Selon un mode de réalisation de l'invention, la pièce complémentaire 7 est une pièce circulaire 71 dont le diamètre est adapté pour que la pièce coopère avec le joint 61', 61". Selon un mode de réalisation de l'invention, la pièce complémentaire 7 comporte des zones en relief 72. Ce sont ces zones 72 qui, lorsque la pièce complémentaire 7 est 30 plaquée contre le joint 61', 61", exerce une pression complémentaire sur certaines zones 3029963 6 du joint et réalise les points de compression. Les zones en relief sont par exemple des bosses, des cônes ou plane. Selon un mode de réalisation de l'invention, la pièce complémentaire 7 est en aluminium.
5 Selon un mode de réalisation de l'invention, la pièce complémentaire 7 est toute pièce permettant de réaliser ces points de compression. Dans le cadre de l'invention, la machine électrique 1 comporte des moyens de transfert thermique 5. Plus précisément, les moyens de transfert thermique 5 sont des moyens de dissipation thermiques radiaux.
10 Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de dissipation thermique 5 sont formés par de la résine recouvrant la surface radiale extérieure du stator 2. Dans le cadre de l'invention, la surface radiale du stator est la face externe 222 du stator 2. C'est la face qui ne comporte pas de dent 22 et qui est disposée à l'extérieur du stator 2 si l'on considère que la face interne 221 du stator délimite une zone 4 du stator 2 15 dans laquelle est disposé le rotor 3. Selon un mode de réalisation de l'invention, la résine 5 comble totalement le vide entre la surface radiale du stator 2 et le corps 110 de la machine électrique 1. Selon un mode de réalisation de l'invention, la résine comble une partie du vide entre la surface radiale du stator 2 et le corps 110 de la machine électrique 1. Plus 20 précisément, une ou plusieurs portions du vide sont comblées par la résine. Selon un mode de réalisation de l'invention, la dureté et le coefficient d'amortissement de la résine sont choisis de façon à ce qu'elle n'interfère pas avec les efforts radiaux, de façon à ne pas augmenter le bruit provoquer par la machine, mais qu'elle permette un transfert thermique suffisant. En effet, il est important que la chaleur 25 de la machine électrique de soit pas stockée dans la machine électrique mais soit dissipée vers l'extérieur. Cela évite toute surchauffe de la machine, et notamment de son système électronique. Selon un mode de réalisation de l'invention, la résine est une résine souple.
3029963 7 Selon un mode de réalisation de l'invention, la résine a une dureté inférieure ou égale à 80 shore A, de préférence inférieure ou égale à 60 shore A, de manière très préférée inférieure ou égale à 40 shore A. Selon un mode de réalisation de l'invention, lorsque le stator 2 est formé de 5 plusieurs parties, la machine électrique comporte un anneau en aluminium 120 disposé entre le stator 2 et la résine 5. Une telle machine électrique selon l'invention, permet un gain de 5 à 15 dB suivant les régimes de rotation du moteur du véhicule dans lequel la machine est utilisée. Le bruit émis par la machine électrique n'est ainsi plus considéré comme une nuisance 10 sonore pour l'oreille humaine. L'invention concerne également l'utilisation d'une telle machine selon l'invention dans un compresseur 10 de suralimentation électrique pour véhicule automobile. L'invention concerne également un compresseur 10 de suralimentation électrique équipé d'une telle machine 1 selon l'invention. Plus précisément, l'invention concerne 15 également un compresseur électrique 10 équipé d'un moteur à reluctance variable selon l'invention. La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails donnés ci-dessus et permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans s'éloigner du domaine d'application de l'invention. Par conséquent, les présents modes 20 de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, et peuvent être modifiés sans toutefois sortir de la portée définie par les revendications.
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Machine électrique, comportant au moins un stator 2, et des moyens de réduction du bruit comprenant au moins des moyens 61' ,61'd'isolation acoustiques du stator 2 par rapport au reste de la machine électrique 1.
- 2. Machine électrique 1 selon la revendication 1, dans laquelle les moyens d'isolation acoustique sont des moyens d'isolation axiale 61'.
- 3. Machine électrique 1 selon la revendication 2, dans laquelle les moyens d'isolation axiale 61' ,61"sont formés par au moins deux joints 61' ,61"disposés aux extrémités 10 axiales 610 du stator.
- 4. Machine électrique 1 selon la revendication 3, dans laquelle au moins une portion du joint est en compression avec la surface de l'extrémité du stator.
- 5. Machine électrique 1 selon la revendication 4, dans laquelle le nombre de portion en compression est déterminé en fonction de la masse du stator. 15
- 6. Machine électrique 1 selon la revendication 4, dans laquelle la portion de compression est réalisée par le joint lui même.
- 7. Machine électrique 1 selon la revendication 4, dans laquelle la portion de compression est réalisée par une pièçe complémentaire qui vient comprimer localement certaines zones du joint. 20
- 8. Machine électrique selon une des revendications 1 à 7, comportant des moyens de dissipation thermique radiaux 5 sont formés par de la résine recouvrant au moins une partie de la surface radiale extérieure 210 du stator 2.
- 9. Utilisation de la machine électrique 1 selon une des revendications 1 à 8 dans un compresseur de suralimentation électrique pour véhicule automobile. 25
- 10. Compresseur de suralimentation électrique équipé d'une machine électrique 1 selon une des revendications 1 à 8.
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