FR3056040A1 - Machine electrique tournante pour vehicule - Google Patents

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Abstract

Lorsqu'une unité de détection de tension irrégulière détermine qu'une valeur de tension d'une borne d'entrée/sortie est supérieure ou égale à une tension de seuil, un dispositif de commande utilise une unité de mise en court-circuit de bras d'électrode négative pour mettre en œuvre des courts-circuits multiphasés sur un premier enroulement multiphasé et sur un second enroulement multiphasé de manière simultanée dans le cas où une vitesse de rotation détectée par une unité de détection de vitesse de rotation est plus élevée qu'un seuil prédéterminé, et utilise une unité de mise en court-circuit de bras d'électrode négative pour mettre en œuvre un court-circuit multiphasé sur le second enroulement multiphasé après la mise en œuvre d'un court-circuit multiphasé sur le premier enroulement multiphasé dans le cas où la vitesse de rotation détectée est inférieure ou égale au seuil.

Description

® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication : 3 056 040 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction) © N° d’enregistrement national : 17 54015
COURBEVOIE © Int Cl8 : H 02 P 9/10 (2017.01), H 02 H 7/06, 7/08, H 02 K 11/ 04
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1
©) Date de dépôt : 05.05.17. © Demandeur(s) : MITSUBISHI ELECTRIC CORPORA-
©Priorité: 09.09.16 JP 2016176268. TION—JP.
@ Inventeur(s) : KASHIHARA TOSHIAKI.
©) Date de mise à la disposition du public de la
demande : 16.03.18 Bulletin 18/11.
©) Liste des documents cités dans le rapport de
recherche préliminaire : Ce dernier n'a pas été
établi à la date de publication de la demande.
(© Références à d’autres documents nationaux ® Titulaire(s) : MITSUBISHI ELECTRIC CORPORA-
apparentés : TION.
©) Demande(s) d’extension : (© Mandataire(s) : BREVALEX Société à responsabilité limitée.
FR 3 056 040 - A1
154/ MACHINE ELECTRIQUE TOURNANTE POUR VEHICULE.
©) Lorsqu'une unité de détection de tension irrégulière détermine qu'une valeur de tension d'une borne d'entrée/ sortie est supérieure ou égale à une tension de seuil, un dispositif de commande utilise une unité de mise en court-circuit de bras d'électrode négative pour mettre en oeuvre des courts-circuits multiphasés sur un premier enroulement multiphasé et sur un second enroulement multiphasé de manière simultanée dans le cas où une vitesse de rotation détectée par une unité de détection de vitesse de rotation est plus élevée qu'un seuil prédéterminé, et utilise une unité de mise en court-circuit de bras d'électrode négative pour mettre en oeuvre un court-circuit multiphasé sur le second enroulement multiphasé après la mise en oeuvre d'un courtcircuit multiphasé sur le premier enroulement multiphasé dans le cas où la vitesse de rotation détectée est inférieure ou égale au seuil.
Figure FR3056040A1_D0001
S62591 SBO-P
MACHINE ÉLECTRIQUE TOURNANTE POUR VÉHICULE
ARRIÈRE-PLAN DE L'INVENTION
1. Domaine de l'Invention [0001] La présente invention concerne une machine électrique tournante pour véhicule.
2. Description de l'Art Antérieur [0002] Une machine électrique tournante pour véhicule qui utilise un rotor du type Lundell est utilisée de manière classique dans un véhicule tel qu'une automobile. Dans un rotor du type Lundell, une pluralité de parties polaires magnétiques en forme de griffe ou de mâchoire sont prévues dans une direction circonférentielle. Qui plus est, des aimants permanents sont disposés entre des parties polaires magnétiques en forme de mâchoire adjacentes.
[0003] En contradiction avec les préoccupations environnementales récentes, les charges en termes de composants électriques qui sont installés dans un véhicule augmentent rapidement et il existe une demande pour une augmentation de la quantité de puissance générée par une machine électrique tournante pour véhicule. Pour résoudre ce problème, une machine électrique tournante pour véhicule comportant un ventilateur de refroidissement qui tourne d'un seul tenant avec le rotor de manière à générer un flux d'air/vent de refroidissement a été proposée (voir la publication de la demande de Brevet japonais No. H9-154266, par exemple).
[0004] Dans la machine électrique tournante pour véhicule classique qui est décrite dans la publication de la demande de Brevet japonais No. H9-154266, un stator inclut deux ensembles d'enroulements de stator triphasés ou à trois phases. Si l'on se réfère aux deux ensembles d'enroulements de stator à trois phases en tant que premiers enroulements de stator à trois phases xl, yl, zl et seconds enroulements de stator à trois phases x2, y2, z2, respectivement, les seconds enroulements de stator à trois phases x2, y2, z2 sont enroulés de manière à ce qu'ils soient respectivement décalés par rapport aux premiers enroulements de stator à trois phases xl, yl, zl d'un angle électrique de π/6 radians.
S62591 SBO-P [0005] Dans la machine électrique tournante pour véhicule classique qui est décrite dans la publication de la demande de Brevet du Japon No. H9-154266, une composante harmonique qui est incluse dans la puissance induite peut être annulée en faisant en sorte que les deux ensembles d'enroulements de stator à trois phases présentent une différence de phase qui correspond à un angle électrique de π/6 et en conséquence, le bruit électrique et le bruit magnétique sont réduits. De plus, les perturbations magnétiques peuvent être atténuées, voire supprimées, et par conséquent, les augmentations de température générées par les perturbations magnétiques peuvent être empêchées dans les parties polaires magnétiques en forme de mâchoire et dans les aimants permanents.
RÉSUMÉ DE L'INVENTION [0006] Comme décrit ci-dessus, dans le cas de la machine électrique tournante pour véhicule classique qui est décrite dans la publication de la demande de Brevet japonais No. H9-154266, les augmentations de température générées par les perturbations magnétiques peuvent être empêchées dans les parties polaires magnétiques en forme de mâchoire et dans les aimants permanents. Cependant, le fait de pouvoir empêcher qu'une augmentation de température ne se produise dans les aimants permanents grâce à un court-circuit à multiples phases n'est pas considéré.
[0007] Lorsqu'une tension de borne B dans une machine électrique tournante typique pour véhicule qui convertit une puissance DC (courant continu) en une puissance AC (courant alternatif) et vice versa est une surtension, une alimentation électrique peut être stabilisée en mettant en court-circuit un bras d'électrode négative. Cependant, la puissance induite générée pendant un court-circuit a pour effet de faire circuler un courant vers les bobines de la machine électrique tournante de sorte que les pôles magnétique du stator sont magnétisés. Lorsque les aimants permanents de la machine électrique tournante passent au voisinage des pôles magnétiques magnétisés, les champs magnétiques traversant les aimants permanents augmentent et diminuent de sorte que des courants de Foucault sont générés dans les aimants permanents. En réponse à ces
S62591 SBO-P courants de Foucault, les aimants permanents génèrent de la chaleur.
[0008] Dans la publication de la demande de Brevet japonais No. H9-154266, le fait d'empêcher qu'une augmentation de température générée par un courant de Foucault généré du fait d'un court-circuit multiphasé ne se produise n'est pas considéré et par conséquent, une augmentation de la température de l'aiment permanent résultant d'un court-circuit multiphasé reste un problème.
[0009] La présente invention a été conçue de manière à résoudre ce problème et son objet consiste à obtenir une machine électrique tournante pour véhicule dans laquelle une augmentation de température dans un aimant permanent résultant d'un court-circuit multiphasé peut être atténuée, voire supprimée.
[0010] La présente invention est une machine électrique tournante pour véhicule qui convertit une puissance DC selon une puissance AC et vice versa, comprenant : un rotor comportant un noyau de rotor dans lequel une pluralité de pièces polaires magnétiques en forme de griffe/mâchoire sont prévues sur sa périphérie externe, et un enroulement de rotor enroulé autour du noyau de rotor ; un stator comportant un noyau de stator disposé à l'opposé de la périphérie externe du noyau de rotor et incluant une pluralité de fentes formées dans sa périphérie interne, et un enroulement de stator enroulé autour du noyau de stator en étant inséré dans les fentes ; un aimant permanent disposé entre des pièces polaires magnétiques en forme de mâchoire adjacentes du noyau de rotor et polarisé dans une direction pour réduire une fuite de flux magnétique entre les pièces polaires magnétiques en forme de mâchoire adjacentes ; deux ventilateurs de refroidissement prévus sur des côtés respectifs du noyau de rotor afin de refroidir l'enroulement de rotor et l'aimant permanent ; une unité de conversion de puissance constituée d'un élément de commutation d'un bras d'électrode positive et d'un élément de commutation d'un bras d'électrode négative, et convertissant la puissance fournie depuis une borne d'entrée/sortie de la forme DC à la forme AC et vice versa ; un dispositif de commande (30) réalisant une commande d'activation/désactivation (ON/OFF) de l'élément de commutation du bras d'électrode positive et de l'élément de commutation du bras d'électrode négative ; et une unité de détection de vitesse de rotation détectant une vitesse de rotation de la machine électrique tournante pour
S62591 SBO-P véhicule, l'enroulement de stator incluant un premier enroulement multiphasé et un second enroulement multiphasé, lesquels enroulements sont respectivement formés en enroulant deux enroulements connectés multiphasés de manière indépendante autour du noyau de stator, le dispositif de commande incluant : une unité de détection de tension irrégulière pour déterminer si oui ou non une valeur de tension de la borne d'entrée/sortie est supérieure ou égale à une tension seuil prédéterminée ; et une unité de mise en court-circuit de bras d'électrode négative mettant en œuvre des courts-circuits multiphasés respectivement sur le premier enroulement multiphasé et sur le second enroulement multiphasé en rendant passant les éléments de commutation des bras d'électrode négative du premier enroulement multiphasé et du second enroulement multiphasé lorsque l'unité de détection de tension irrégulière détermine que la valeur de tension de la borne d'entrée/sortie est supérieure ou égale à la tension seuil, et lorsque l'unité de détection de tension irrégulière détermine que la valeur de tension de la borne d'entrée/sortie est supérieure ou égale à la tension seuil, le dispositif de commande utilise l'unité de mise en court-circuit de bras d'électrode négative pour mettre en œuvre des courts-circuits multiphasés sur le premier enroulement multiphasé et sur le second enroulement multiphasé de manière simultanée dans le cas où la vitesse de rotation détectée par l'unité de détection de vitesse de rotation est supérieure à un seuil prédéterminé, et il utilise l'unité de mise en court-circuit de bras d'électrode négative pour mettre en œuvre un court-circuit multiphasé sur le second enroulement multiphasé après la mise en œuvre d'un court-circuit multiphasé sur le premier enroulement multiphasé dans le cas où la vitesse de rotation détectée par l'unité de détection de vitesse de rotation est inférieure ou égale au seuil prédéterminé.
[0011] Dans la machine électrique tournante pour véhicule selon la présente invention, lorsque l'unité de détection de tension irrégulière détermine que la valeur de tension de la borne d'entrée/sortie est supérieure ou égale au seuil, l'unité de mise en court-circuit de bras d'électrode négative met en œuvre des courts-circuits multiphasés sur le premier enroulement multiphasé et sur le second enroulement multiphasé de manière simultanée dans le cas où la vitesse de rotation détectée par l'unité de détection de vitesse de rotation est supérieure au seuil prédéterminé, et elle met en œuvre un court-circuit
S62591 SBO-P multiphasé sur le second enroulement multiphasé après la mise en œuvre d'un court-circuit multiphasé sur le premier enroulement multiphasé dans le cas où la vitesse de rotation détectée par l'unité de détection de vitesse de rotation est inférieure ou égale au seuil prédéterminé. Ainsi, une augmentation de température peut être empêchée dans l'aimant permanent pendant le court-circuit multiphasé à la fois dans la région à vitesse de rotation élevée et dans la région à vitesse de rotation faible.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS [0012] La FIG. 1 est une vue en coupe longitudinale représentant une configuration d'une machine électrique tournante pour véhicule selon un premier mode de réalisation de la présente invention ;
la FIG. 2 est une vue en perspective représentant une configuration d'un noyau de rotor prévu dans la machine électrique tournante pour véhicule selon le premier mode de réalisation de la présente invention ;
la FIG. 3 est un schéma de circuit représentant une configuration d'un dispositif de conversion de puissance prévu dans la machine électrique tournante pour véhicule selon le premier mode de réalisation de la présente invention ;
la FIG. 4 est un schéma fonctionnel représentant une configuration d'un dispositif de commande prévu dans la machine électrique tournante pour véhicule selon le premier mode de réalisation de la présente invention ; et la FIG. 5 est une vue illustrative sous forme d'un graphique représentant une relation entre une vitesse de rotation de la machine électrique tournante pour véhicule et une variation de la température dans un aimant permanent.
DESCRIPTION DU MODE DE RÉALISATION PRÉFÉRÉ [0013] Premier mode de réalisation
La FIG. 1 est une vue en coupe longitudinale représentant une configuration d'une machine électrique tournante pour véhicule (appelée ci-après machine électrique
S62591 SBO-P tournante 100) selon un premier mode de réalisation de la présente invention. Comme représenté sur la FIG. 1, la machine électrique tournante selon le premier mode de réalisation est une machine électrique tournante qui est intégrée avec un dispositif de commande. De plus, la FIG. 2 est une vue en perspective représentant une configuration d'un noyau de rotor 4 prévu dans la machine électrique tournante 100 selon le premier mode de réalisation de la présente invention.
[0014] Sur la FIG. 1, la machine électrique tournante 100 comprend un noyau de stator 3 et le noyau de rotor 4. Le noyau de stator 3 est supporté par une console avant 1 et par une console arrière 2. Le noyau de rotor 4 est inséré dans un espace intérieur formé par le noyau de stator 3.
[0015] Le noyau de rotor 4 inclut une pluralité de pièces polaires magnétiques (voir 4a et 4b sur la FIG. 2). Ces pièces polaires magnétiques sont positionnées de manière à faire face à une surface périphérique interne du noyau de stator 3, un espace d'air ou entrefer les séparant. Un enroulement de rotor 7 est enroulé autour du noyau de rotor 4 en tant qu'enroulement de champ.
[0016] De plus, des enroulements de stator 301, 302 sont enroulés autour du noyau de stator 3 en tant qu'enroulements d'armature. Des pièces de bobine des enroulements de stator 301, 302 sont insérées dans des fentes ménagées dans le noyau de stator 3. Les enroulements de stator 301, 302 sont respectivement formés à partir d'enroulements triphasés ou à trois phases. Les enroulements de stator 301, 302 sont connectés en parallèle.
[0017] Le noyau de stator 3 et les enroulements de stator 301, 302 constituent ensemble un stator 5 de la machine électrique tournante 100. En outre, le noyau de rotor 4 et l'enroulement de rotor 7 constituent ensemble un rotor 13 de la machine électrique tournante 100.
[0018] Par ailleurs, la console avant 1 et la console arrière 2 sont serrées dans une direction de rapprochement mutuel en utilisant une pluralité de boulons 101 de sorte que le noyau de stator 3 est pris en sandwich de manière ajustée entre les consoles.
[0019] Un arbre de rotor 6 pénètre une partie centrale du noyau de rotor 4. L'arbre de rotor 6 est monté de manière à être libre de tourner au moyen d'un roulement avant 61
S62591 SBO-P supporté par la console avant 1 et au moyen d'un roulement arrière 62 supporté par la console arrière 2.
[0020] Un ventilateur de refroidissement avant 51 est fixé à une surface d'extrémité avant du noyau de rotor 4. De plus, un ventilateur de refroidissement arrière 52 est fixé à une surface d'extrémité arrière du noyau de rotor 4. Le ventilateur de refroidissement avant 51 et le ventilateur de refroidissement arrière 52 tournent avec le noyau de rotor 4 de manière à introduire de l'air à l'intérieur depuis l'extérieur de la console avant 1 et de la console arrière 2, de sorte que l'intérieur d'un corps principal de la machine électrique tournante 102 est refroidi. Le ventilateur de refroidissement avant 51 et le ventilateur de refroidissement arrière 52 sont tous deux formés à partir de ventilateurs centrifuges. Il est à noter que ci-après, le ventilateur de refroidissement avant 51 et le ventilateur de refroidissement arrière 52 seront parfois désignés de manière collective les ventilateurs de refroidissement 51, 52.
[0021] Le noyau de rotor 4 inclut des aimants permanents 41. Les aimants permanents 41 sont disposés entre le ventilateur de refroidissement avant 51 et le ventilateur de refroidissement arrière 52 dans une direction axiale.
[0022] Comme représenté sur la FIG. 2, des parties de mâchoire 4a et des parties de mâchoire 4b sont prévues sur le noyau de stator 4 en alternance dans une direction circonférentielle. Les parties de mâchoire 4a et les parties de mâchoire 4b sont formées à partir de pièces polaires magnétiques en forme de griffe ou de mâchoire. Comme représenté sur la FIG. 2, des surfaces externes des parties de mâchoire 4a et des parties de mâchoire 4b présentent une forme trapézoïdale. Une largeur selon la direction circonférentielle de la partie de mâchoire 4a est définie de manière à être la plus grande sur le côté arrière et de manière à diminuer de façon progressive en direction du côté avant. De plus, une épaisseur selon la direction radiale de la partie de mâchoire 4a est définie de manière à être la plus grande sur le côté arrière et de manière à diminuer de façon progressive en direction du côté avant. La partie de mâchoire 4a inclut un espace 4c ménagé entre la partie de mâchoire 4a et le noyau de stator 4. L'espace 4c joue le rôle de trou traversant s'étendant dans la direction axiale. La largeur selon la direction circonférentielle de la partie de mâchoire 4b, d'autre part, est définie de manière à être la
S62591 SBO-P plus petite sur le côté arrière et de manière à augmenter de façon progressive en direction du côté avant. De plus, l'épaisseur selon la direction radiale de la partie de mâchoire 4b est définie de manière à être la plus petite sur le côté arrière et de manière à augmenter de façon progressive en direction du côté avant. La partie de mâchoire 4b inclut un espace 4d ménagé entre la partie de mâchoire 4b et le noyau de stator 4. L'espace 4d joue le rôle de trou traversant s'étendant dans la direction axiale. Par ailleurs, les aimants permanents 41 sont respectivement prévus entre les parties de mâchoire 4a et 4b. Les aimants permanents 41 sont polarisés dans des directions pour réduire la fuite du flux magnétique entre les parties de mâchoire adjacentes 4a et 4b.
[0023] Le flux d'air généré par le ventilateur de refroidissement avant 51 représenté sur la FIG. 1 refroidit les aimants permanents 41 en traversant les espaces 4d dans les parties de mâchoire 4b du noyau de rotor 4. De manière similaire, le flux d'air généré par le ventilateur de refroidissement arrière 52 refroidit les aimants permanents 41 en traversant les espaces 4c dans les parties de mâchoire 4a du noyau de rotor 4.
[0024] Comme représenté sur la FIG. 1, une poulie 12 est fixée à une partie d'extrémité avant de l'arbre de rotor 6. Une courroie de transmission (non représentée) coopérant avec un arbre tournant d'un moteur de véhicule (non représenté) est enroulée autour de la poulie 12. Par ailleurs, deux bagues collectrices 8 sont fixées à une surface périphérique d'une partie d'extrémité arrière de l'arbre de rotor 6. Les deux bagues collectrices 8 coulissent sur deux balais 9. Les deux balais 9 sont supportés par un porte-balais 90.
[0025] Un capteur de détection de position de pôle magnétique 10 est disposé entre la partie d'extrémité arrière de l'arbre de rotor 6 et la console arrière 2. Le capteur de détection de position de pôle magnétique 10 est constitué par un résolveur synchrone. Le capteur de détection de position de pôle magnétique 10 inclut un rotor de capteur 111 fixé à la partie d'extrémité arrière de l'arbre de rotor 6, un stator de capteur 112 fixé à la console arrière 2 en vis-à-vis du rotor de capteur 111, et un enroulement de capteur 113 fixé au stator de capteur 112. Le capteur de détection de position de pôle magnétique 10 détecte une vitesse de rotation de la machine électrique tournante 100 en détectant la rotation de l'arbre de rotor 6.
[0026] Une carte de circuit de commande 40 est logée dans un carter de logement de
S62591 SBO-P carte en résine 71. Un circuit de commande constituant un dispositif de commande 30 est formé sur la carte de circuit de commande 40. Le circuit de commande commande une opération de commutation d'une unité de conversion de puissance 21 qui sera décrite ci-après. Le carter de logement de carte 71 est fixé à une partie de surface externe d'un dissipateur thermique 23. Le carter de logement de carte 71 loge la carte de circuit de commande 40.
[0027] Le dispositif de conversion de puissance 20 est fixé sur l'extérieur de la console arrière 2. Le dispositif de conversion de puissance 20 est constitué par une borne 22a et par l'unité de conversion de puissance 21. Le dispositif de conversion de puissance 20 réalise une conversion de puissance entre les enroulements de stator 301, 302 et une batterie (non représentée). Le dispositif de conversion de puissance 20 inclut six unités de conversion de puissance 21, et fonctionne en tant qu'inverseur à six phases ou en tant que convertisseur à six phases.
[0028] La FIG. 3 est un schéma de circuit qui représente une configuration de circuit du dispositif de conversion de puissance 20 prévu dans la machine électrique tournante 100 selon le premier mode de réalisation de la présente invention. Selon le premier mode de réalisation, comme représenté sur la FIG. 3, les six unités de conversion de puissance 21 sont constituées en tant que convertisseurs de puissance de véhicule.
[0029] Deux éléments de commutation à semiconducteur 223, 224, 225, 226 sont connectés en série dans chaque unité de conversion de puissance 21. Plus précisément, des éléments de commutation à semiconducteur 224a, 224b, 224c sont respectivement connectés en série à des éléments de commutation à semiconducteur 223a, 223b, 223c, et des éléments de commutation à semiconducteur 226a, 226b, 226c sont respectivement connectés en série à des éléments de commutation à semiconducteur 225a, 225b, 225c. Une unique diode est connectée en montage antiparallèle à chaque élément de commutation à semiconducteur 223, 224, 225, 226. Dans chaque unité de conversion de puissance 21, les deux éléments de commutation à semiconducteur et les deux diodes sont scellés dans de la résine de manière à former un unique boîtier qui joue le rôle de module de puissance.
[0030] Dans chaque unité de conversion de puissance 21, l'élément de commutation à
S62591 SBO-P semiconducteur 223, 225 prévu sur un côté supérieur et la diode connectée en montage antiparallèle à cet élément de commutation à semiconducteur constituent ensemble un bras d'électrode positive d'une unique phase d'un circuit de pont à six phases.
[0031] Dans chaque unité de conversion de puissance 21, l'élément de commutation à semiconducteur 224, 226 prévu sur un côté inférieur et la diode connectée en montage antiparallèle à cet élément de commutation à semiconducteur constituent ensemble un bras d'électrode négative d'une unique phase d'un circuit de pont à six phases.
[0032] Un point de connexion série entre les deux éléments de commutation à semiconducteur connectés en série dans chaque unité de conversion de puissance 21 est connecté à l'enroulement de stator 301 ou 302 d'une phase, parmi les enroulements de stator à six phases (U, V, W, X, Y, Z).
Plus spécifiquement, le point de connexion série entre les éléments de commutation à semiconducteur 223a, 224a est connecté à la phase U de l'enroulement de stator 301. Le point de connexion série entre les éléments de commutation à semiconducteur 223b, 224b est connecté à la phase V de l'enroulement de stator 301. Le point de connexion série entre les éléments de commutation à semiconducteur 223c, 224c est connecté à la phase W de l'enroulement de stator 301.
De manière similaire, le point de connexion série entre les éléments de commutation à semiconducteur 225a, 226a est connecté à la phase Z de l'enroulement de stator 302. Le point de connexion série entre les éléments de commutation à semiconducteur 225b, 226b est connecté à la phase Y de l'enroulement de stator 302. Le point de connexion série entre les éléments de commutation à semiconducteur 225c, 226c est connecté à la phase X de l'enroulement de stator 302.
[0033] Les six unités de conversion de puissance 21 configurées comme il a été décrit ci-avant sont respectivement connectées à la borne 22a, laquelle borne est connectée à une borne B 24 d'une entrée d'alimentation électrique positive de la batterie (non représentée).
[0034] Le dispositif de conversion de puissance 20 est connecté au dispositif de commande 30, et est constitué par une unité de moteur/générateur et par la borne 22a. Le dispositif de commande 30 soumet les éléments de commutation à semiconducteur
S62591 SBO-P des unités de conversion de puissance 21 à une commande 21 d'activation/désactivation (ON/OFF). Le corps principal de la machine électrique tournante 102 est constitué par le premier enroulement de stator 301 comportant des bornes de phases U, V, et W, par le second enroulement de stator 302 comportant des bornes de phases X, Y, et Z, et par l'enroulement de rotor 7.
[0035] L'unité de moteur/générateur est constituée par une partie qui est entourée par une ligne en pointillés sur la FIG. 3. Plus spécifiquement, comme représenté sur la FIG. 3, l'unité de moteur/générateur est constituée par un élément de commutation de champ 22, par une diode de roue libre 222, par des premiers éléments de commutation de bras supérieur à trois phases 223a à 223c, par des premiers éléments de commutation de bras inférieur à trois phases 224a à 224c, par des seconds éléments de commutation de bras supérieur à trois phases 225a à 225c et par des seconds éléments de commutation de bras inférieur à trois phases 226a à 226c. L'élément de commutation de champ 22 forme un circuit de champ, et réalise une commande d'alimentation d'un courant de champ circulant au travers de l'enroulement de rotor 7 au moyen d'une commande PWM (modulation de largeur d'impulsion). La diode de roue libre 222 est connectée en série à l'élément de commutation de champ 22.
[0036] Les premiers éléments de commutation de bras supérieur à trois phases 223a à 223c et les premiers éléments de commutation de bras inférieur à trois phases 224a à 224c comportent des diodes parasites incorporées, et ils forment un circuit de redressement en pont pour la mise en œuvre d'une commande d'alimentation sur les enroulements de moteur. De plus, la borne B 24 de l'entrée d'alimentation électrique positive de la batterie est connectée aux premiers éléments de commutation de bras supérieur à trois phases 223a à 223c. Une borne de masse (GND) jouant le rôle d'entrée de terre de la batterie est connectée aux premiers éléments de commutation de bras inférieur à trois phases 224a à 224c.
[0037] De manière similaire, les seconds éléments de commutation de bras supérieur à trois phases 225a à 225c et les seconds éléments de commutation de bras inférieur à trois phases 226a à 226c comportent des diodes parasites incorporées, et forment un circuit de redressement en pont pour la mise en œuvre d'une commande d'alimentation sur les
S62591 SBO-P enroulements de moteur. De plus, la borne B 24 de l'entrée d'alimentation électrique positive de la batterie est connectée aux seconds éléments de commutation de bras supérieur à trois phases 225a à 225c. La borne de masse (GND) jouant le rôle d'entrée de terre de la batterie est connectée aux seconds éléments de commutation de bras inférieur à trois phases 226a à 226c.
[0038] Il est à noter que sur la FIG. 3, le corps principal 102 de machine électrique tournante est représenté en tant que générateur/moteur du type enroulement de champ à trois phases incluant les enroulements de stator 301, 302 et l'enroulement de rotor 7, mais la présente invention n'est pas limitée à trois phases, et le nombre de phases peut être défini selon un nombre autre que trois. De plus, dans la machine électrique tournante 100 selon le premier mode de réalisation, le dispositif de conversion de puissance 20 est intégré avec le corps principal de machine électrique tournante 102, mais le dispositif de conversion de puissance 20 peut être séparé physiquement du corps principal de machine électrique tournante 102.
[0039] Ensuite, une configuration interne du dispositif de commande 30 est décrite. La FIG. 4 est un schéma fonctionnel représentant la configuration interne du dispositif de commande 30. Comme représenté sur la FIG. 4, le dispositif de commande 30 est constitué d'une unité 401 de détection de tension de borne B, d'une unité 402 de détection de courant de champ, d'un micro-ordinateur 403 et d'un dispositif 404 de commande de grille. Le micro-ordinateur 403 est constitué d'une unité 405 de détection de tension irrégulière, d'une unité 406 de mise en court-circuit de bras d'électrode négative et d'une unité 407 de commande de courant de champ.
[0040] Il est à noter que le dispositif de commande 30 inclut diverses fonctions d'un convertisseur de puissance de véhicule en plus des fonctions qui sont représentées sur la FIG. 4 mais ici, seulement les parties pertinentes qui concernent la présente invention sont représentées sur la FIG. 4.
De manière similaire, le micro-ordinateur 403 inclut diverses fonctions d'un convertisseur de puissance de véhicule en plus des fonctions qui sont représentées sur la FIG. 4 mais ici, seulement les parties pertinentes qui concernent la présente invention sont représentées sur la FIG. 4.
S62591 SBO-P
Le micro-ordinateur 403 est muni d'une unité de commande PWM (modulation de largeur d'impulsions) émettant en sortie des signaux de grille pour commuter les premiers éléments de commutation de bras supérieur à trois phases 223a à 223c et les premiers éléments de commutation de bras inférieur à trois phases 224a à 224c, ainsi que les seconds éléments de commutations de bras supérieur à trois phases 225a à 225c et les seconds éléments de commutation de bras inférieur à trois phases 226a à 226c dans l'état d'activation (ON) et dans l'état de désactivation (OFF) au moyen d'une commande PWM (modulation par largeur d'impulsions) sous des conditions normales. Cependant, l'unité de commande PWM a également été omise de la FIG. 4. Au moyen de la commutation des éléments de commutation respectifs 223, 224, 225, 226 dans l'état d'activation (ON) et dans l'état de désactivation (OFF), le dispositif de conversion de puissance 20 convertit la puissance DC (courant continu) obtenue de la batterie en puissance AC (courant alternatif), et convertit la puissance AC obtenue du corps principal 102 de la machine électrique tournante en puissance DC.
[0041] L'unité 401 de détection de tension de borne B détecte une tension VB (une tension de borne B) de la borne B 24 de la machine électrique tournante 100 sur la base d'un potentiel d'une borne de masse (GND) d'électrode négative du dispositif de conversion de puissance 20, convertit la tension détectée VB en une valeur à l'intérieur d'une plage d'entrée AD du micro-ordinateur 403, et entre la tension convertie VB à l'intérieur du micro-ordinateur 403 sous la forme d'un signal Vbsig.
[0042] L'unité 402 de détection de courant de champ détecte le courant circulant au travers de l'enroulement de rotor 7 en utilisant un capteur de courant, convertit la valeur de courant détectée en une valeur à l'intérieur de la plage d'entrée AD du micro-ordinateur 403, et entre la valeur de courant convertie à l'intérieur du micro-ordinateur 403 sous la forme d'un signal Ifsig.
[0043] Le signal Vbsig qui provient de l'unité 401 de détection de tension de borne B est entré à l'intérieur de l'unité 405 de détection de tension irrégulière du micro-ordinateur 403. Sur la base du signal Vbsig, l'unité 405 de détection de tension irrégulière détermine si oui ou non la tension de borne B est une surtension.
[0044] Lorsque l'unité 405 de détection de tension irrégulière détermine que la tension
S62591 SBO-P de borne B est une surtension, l'unité 406 de mise en court-circuit d'électrode négative du micro-ordinateur 403 émet en sortie un signal de grille vers le dispositif 404 de commande de grille, de manière à rendre conducteurs les éléments de commutation 224a à 224c ainsi que 226a à 226c du bras d'électrode négative.
[0045] Un résultat de détection provenant de l'unité 405 de détection de tension irrégulière et le signal Ifsig délivré par l'unité 402 de détection de courant de champ sont entrés à l'intérieur de l'unité 407 de commande de courant de champ du micro-ordinateur 403. L'unité 407 de commande de courant de champ commande le courant qui circule au travers de l'enroulement de rotor 7 en émettant en sortie, pour le dispositif 404 de commande de grille, un signal IfH* pour commander dans l'état d'activation (ON) et dans l'état de désactivation (OFF) l'élément de commutation de champ 22 du dispositif 20 de conversion de puissance sur la base de ces signaux.
[0046] Le dispositif 404 de commande de grille rend conducteurs les éléments de commutation 224a à 224c ainsi que 226a à 226c du dispositif de conversion de puissance 20 en émettant en sortie des signaux ULG, VLG, WLG, XLG, YLG et ZLG pour réaliser des opérations de grille sur les éléments de commutation 224a à 224c ainsi que 226a à 226c sur la base de signaux de grille UL*, VL*, WL*, XL*, YL* et ZL* émis par l'unité 406 de mise en court-circuit de bras d'électrode négative du micro-ordinateur 403. De plus, le dispositif 404 de commande de grille commute l'élément de commutation de champ 22 du dispositif 20 de conversion de puissance en émettant un signal IfG pour réaliser une opération d'activation/désactivation (ON/OFF) sur l'élément de commutation de champ 22 sur la base du signal IfH* émis par l'unité 407 de commande de courant de champ du micro-ordinateur 403.
[0047] Un fonctionnement pour la mise en court-circuit du bras d'électrode négative est maintenant décrit. L'unité 405 de détection de tension irrégulière du micro-ordinateur 403 détecte une surtension au niveau de la tension de borne B sur la base du signal Vbsig qui est émis par l'unité 401 de détection de tension de borne B. L'unité 405 de détection de tension irrégulière détecte une surtension au niveau de la tension de borne B en utilisant un procédé décrit ci-dessous. Dans un système à 14 [V], par exemple, une tension d'approximativement 18 [V] est définie en tant que seuil de détection de tension
S62591 SBO-P irrégulière, et dans un système à 28 [V], une tension d'approximativement 34 [V] est définie en tant que seuil de détection de tension irrégulière. Lorsque la valeur de tension qui est détectée par l'unité 401 de détection de tension de borne B excède le seuil de détection de tension irrégulière, l'unité 405 de détection de tension irrégulière détermine que la tension de borne B est une surtension.
[0048] Lorsque l'unité 405 de détection de tension irrégulière détermine que la tension de borne B est une surtension, l'unité 406 de mise en court-circuit de bras d'électrode négative met en œuvre des courts-circuits à trois phases dans le premier enroulement de stator 301 et dans le second enroulement de stator 302 en rendant conducteurs les éléments de commutation 224a à 224c ainsi que 226a à 226c du bras d'électrode négative.
[0049] Par ailleurs, lorsque l'unité 405 de détection de tension irrégulière détermine que la tension de borne B n'est pas une surtension, l'unité 406 de mise en court-circuit de bras d'électrode négative ne met pas en œuvre de court-circuits à trois phases dans le premier enroulement de stator 301 et dans le second enroulement de stator 302.
[0050] Selon le premier mode de réalisation, par conséquent, des courts-circuits à trois phases sont mis en œuvre sur le premier enroulement de stator 301 et sur le second enroulement de stator 302 lorsqu'une surtension est détectée, et en conséquence, une augmentation de la température dans les aimants permanents 41 est atténuée, voire supprimée. Par conséquent, une démagnétisation est empêchée.
[0051] Cependant, lorsque des courts-circuits à trois phases sont mis en œuvre de manière simultanée sur le premier enroulement de stator 301 et sur le second enroulement de stator 302, des courants de Foucault sont générés dans les aimants permanents 41, ce qui a pour effet que les aimants permanents 41 génèrent de la chaleur. Selon le premier mode de réalisation, par conséquent, des instants auxquels il convient de mettre en œuvre les courts-circuits à trois phases sont commutés en fonction de la vitesse de rotation de la machine électrique tournante 100, comme décrit ci-après.
[0052] Selon le premier mode de réalisation, les ventilateurs de refroidissement 51, 52 sont prévus, respectivement, sur les côtés avant et arrière des aimants permanents 41 et de l'enroulement de rotor 7. Les flux d'air respectifs des ventilateurs de refroidissement
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51, 52 sont augmentés et réduits en proportion de la vitesse de rotation de la machine électrique tournante 100. Un flux d'air passant au travers de la partie du rotor 13 est exprimé au moyen d'une différence entre le flux d'air du ventilateur de refroidissement 51 et le flux d'air du ventilateur de refroidissement 52, et les flux d'air respectifs des ventilateurs de refroidissement 51, 52 sont définis de manière à être différents. Par conséquent, le flux d'air passant au travers du rotor 13 augmente et diminue en proportion de la vitesse de rotation de la machine électrique tournante 100. Lorsque la vitesse de rotation est dans une région à vitesses de rotation élevées, par conséquent, les aimants permanents 41 et l'enroulement de rotor 7 sont refroidis plus efficacement par les ventilateurs de refroidissements 51, 52.
[0053] Il s'ensuit que dans la région à vitesses de rotation élevées, le flux d'air est considérablement plus important et par conséquent, même lorsque l'unité 406 de mise en court-circuit de bras d'électrode négative met en œuvre des courts-circuits à trois phases de manière simultanée sur le premier enroulement à trois phases 301 et sur le second enroulement à trois phases 302 de sorte que les aimants permanents 41 génèrent de la chaleur en réponse aux courants de Foucault générés pendant la commande de court-circuit de phase, les aimants permanents 41 n'atteignent pas une température de démarrage de démagnétisation et une démagnétisation peut ainsi être empêchée. De plus, puisque des courts-circuits à trois phases sont mis en œuvre de manière simultanée sur le premier enroulement à trois phases 301 et sur le second enroulement à trois phases 302, la surtension peut être réduite rapidement de sorte que d'autres composants électroniques ne sont pas affectés.
[0054] D'autre part, dans une région à vitesses de rotation faibles, les flux d'air des ventilateurs de refroidissement à la fois sur le côté des aimants permanents 41 et sur le côté de l'enroulement de rotor 7 sont faibles. Lorsque les flux d'air sont faibles, l'enroulement de rotor 7 génère de la chaleur, et cette chaleur est acheminée jusqu'aux aimants permanents 41, ce qui conduit à une augmentation de la température des aimants permanents 41. Ainsi, selon le premier mode de réalisation, la génération de courants de Foucault dans la région à vitesses de rotation faibles est atténuée, voire supprimée, au moyen de la mise en œuvre d'un court-circuit à trois-phases sur le second
S62591 SBO-P enroulement à trois phases après la mise en oeuvre d'un court-circuit à trois phases sur le premier enroulement à trois phases. Par conséquent, dans la région à vitesses de rotation faibles, des courts-circuits à trois phases ne sont pas mis en oeuvre de manière simultanée sur le premier enroulement à trois phases 301 et sur le second enroulement à trois phases 302 et ainsi, une génération de courants de Foucault peut être atténuée, voire supprimée. Par conséquent, une augmentation de la température générée par un courant parasite ou de Foucault peut être empêchée dans les aimants permanents 41 et ainsi, une démagnétisation peut être empêchée.
[0055] La FIG. 5 est un graphique représentant une corrélation entre la vitesse de rotation de la machine électrique tournante 100 et une augmentation de la température des aimants permanents 41.
Sur la FIG. 5, l'abscisse représente la vitesse de rotation et l'ordonnée représente une température de surface des aimants permanents 41 et le flux d'air passant au travers de la partie du rotor 13.
Une ligne en trait plein 501 représente la variation de la température de surface des aimants permanents 41 lorsque des courts-circuits à trois phases sont mis en oeuvre de manière simultanée sur le premier enroulement à trois phases 301 et sur le second enroulement à trois phases 302.
Une ligne en pointillés gras 502 représente la variation de la température de surface des aimants permanents 41 lorsque la commande de court-circuit à trois phases selon le premier mode de réalisation de la présente invention est réalisée. Comme indiqué au moyen de la ligne en pointillés 502, lorsque la commande de court-circuit à trois phases selon le premier mode de réalisation est réalisée, les aimants permanents 41 n'excèdent pas une température de démarrage de démagnétisation irréversible.
Une ligne en traits mixtes à deux pointillés 503 représente une variation de la température de surface des aimants permanents 41 sous des conditions normales.
Une ligne en traits mixtes à un seul pointillé 504 représente une variation des écoulements d'air des ventilateurs de refroidissement 51, 52. Comme il ressort de façon évidente au vu de la FIG. 5, les flux d'air des ventilateurs de refroidissement 51, 52 sont proportionnels à la vitesse de rotation.
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Une ligne en pointillés 505 représente la température de démarrage de démagnétisation irréversible des aimants permanents 41. Selon l'exemple qui est représenté sur la FIG. 5, la température de démarrage de démagnétisation irréversible est définie à 200 °C.
[0056] En prévoyant les ventilateurs de refroidissement 51, 52 pour refroidir l'enroulement de rotor 7 et les aimants permanents 41 sur l'un et l'autre côtés du noyau de rotor 4, la température des aimants permanents 41 pendant une génération de puissance normale est maintenue à la température de démarrage de démagnétisation irréversible ou au-dessous de cette même température. Selon l'exemple qui est représenté sur la FIG. 5, comme indiqué au moyen de la ligne en traits mixtes à deux tirets/pointillés 503, une température maximum des aimants permanents 41 pendant une génération de puissance normale vaut approximativement 160 °C, ce qui est une température inférieure à la température de démarrage de démagnétisation irréversible. [0057] De plus, comme indiqué au moyen de la ligne en traits mixtes à un seul pointillé 504, le flux d'air passant au travers de la partie du rotor 13 et provenant des ventilateurs de refroidissement 51, 52 présente une relation de proportionnalité par rapport à la vitesse de rotation. Selon le premier mode de réalisation, comme indiqué au moyen des lignes 501 à 503, les aimants permanents 41 atteignent la température maximum lorsque la vitesse de rotation est dans une région à vitesses de rotation faibles de 2000 tours/min à 5000 tours/min. Lorsque la borne d'entrée/sortie est déconnectée de manière soudaine tout en maintenant cette condition de génération de puissance, des court-circuits à trois phases sont déclenchés afin d'empêcher une surtension.
[0058] Lorsque les trois phases de chacun des deux ensembles d'enroulements de stator 301, 302 sont mises en court-circuit de manière simultanée, la puissance induite qui est générée du fait du court-circuit provoque la circulation d'un courant sur les bobines de la machine électrique tournante 100 de sorte que les pôles magnétiques du stator 5 sont magnétisés. Lorsque les aimants permanents 41 de la machine électrique tournante 100 passent au voisinage des pôles magnétiques magnétisés, des champs magnétiques qui passent au travers des aimants permanents 41 augmentent et diminuent de sorte que des courants de Foucault sont générés dans les aimants permanents 41.
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Lorsque la chaleur générée par les aimants permanents 41 en réponse aux courants de Foucault augmente du fait d'un effet de cumul, la température des aimants permanents 41 excède la température de démarrage de démagnétisation irréversible de 200 °C, comme indiqué au moyen de la ligne en trait plein 501 sur la FIG. 5 et en conséquence, une démagnétisation se produit.
[0059] Par conséquent, selon le premier mode de réalisation, lorsque la tension de borne d'entrée/sortie atteint une surtension dans la région à vitesses de rotation faibles s'étendant depuis 2000 tours/min jusqu'à 5000 tours/min, un court-circuit à trois phases est mis en œuvre sur le second enroulement de stator 302 après qu'un court-circuit à trois phases est mis en œuvre sur le premier enroulement de stator 301. Ce faisant, une génération de courants de Foucault peut être empêchée et ainsi, une augmentation de la température dans les aimants permanents 41 peut être atténuée, voire supprimée. Par conséquent, une démagnétisation peut être empêchée.
[0060] Par ailleurs, dans la région à vitesses de rotation élevées qui excèdent 5000 tours/min, des courts-circuits à trois phases sont mis en œuvre sur le premier enroulement de stator 301 et sur le second enroulement de stator 302 de manière simultanée. Dans la région à vitesses de rotation élevées, le flux d'air provenant des ventilateurs de refroidissement 51, 52 est considérablement plus important et par conséquent, même lorsque les aimants permanents 41 génèrent de la chaleur en réponse aux courants parasites ou de Foucault générés pendant la commande de court-circuit à trois phases, les aimants permanents 41 sont refroidis au moyen du flux d'air de refroidissement provenant des ventilateurs de refroidissement 51, 52 de sorte que les aimants permanents 41 n'atteignent pas la température de démarrage de démagnétisation irréversible de 200 °C. En conséquence, une démagnétisation peut être empêchée. De plus, puisque les courts-circuits à trois phases sont mis en œuvre de manière simultanée, la surtension peut être réduite rapidement de sorte que d'autres composants électroniques ne sont pas affectés.
[0061] Il s'ensuit que, selon le premier mode de réalisation, lorsque l'unité 405 de détection de tension irrégulière détermine que la tension de borne B est une surtension et que la vitesse de rotation de la machine électrique tournante 100 est dans la région à
S62591 SBO-P vitesses de rotation faibles qui s'étend depuis 2000 tours/min jusqu'à 5000 tours/min, un court-circuit à trois phases est mis en œuvre sur le second enroulement de stator 302 après qu'un court-circuit à trois phases est mis en œuvre sur le premier enroulement de 301. Par ailleurs, dans la région à vitesses de rotation élevées excédant 5000 tours/min, des courts-circuits à trois phases sont mis en œuvre de manière simultanée sur le premier enroulement de stator 301 et sur le second enroulement de stator 302. Il s'ensuit que grâce à la commande de court-circuit à trois phases selon le premier mode de réalisation, comme indiqué au moyen de la ligne en pointillés gras 502 sur la FIG. 5, les aimants permanents 41 n'excèdent pas la température de démarrage de démagnétisation irréversible.
[0062] Il est à noter que lorsque la vitesse de rotation est inférieure à 2000 tours/min, des courts-circuits à trois phases peuvent être mis en œuvre sur le premier enroulement de stator 301 et sur le second enroulement de stator 302 soit de manière simultanée, soit de façon séquentielle. Dans le cas dans lequel la vitesse de rotation est extrêmement faible, des courants de Foucault ne sont pas générés même lorsque des courts-circuits à trois phases sont mis en œuvre de manière simultanée et par conséquent, la température des aimants permanents 41 n'atteint pas la température de démarrage de démagnétisation irréversible de 200 °C.
[0063] Selon le premier mode de réalisation, comme il a été décrit ci-avant, un seuil de vitesse de rotation qui définit la région à vitesses de rotation faibles est défini à l'avance, suite à quoi des courts-circuits à trois phases sont mis en œuvre sur les deux ensembles d'enroulements de stator de manière simultanée dans la région à vitesses de rotation élevées, région dans laquelle la vitesse de rotation est plus élevée que le seuil, et un court-circuit à trois phases est mis en œuvre sur l'un des enroulements de stator après la mise en œuvre d'un court-circuit à trois phases sur l'autre enroulement de stator dans la région à vitesses de rotation faibles, région dans laquelle la vitesse de rotation est égale ou inférieure au seuil. Selon le premier mode de réalisation, le seuil est défini à 5000 tours/min. Le seuil est déterminé de manière appropriée à l'avance en utilisant des données de conception, des expérimentations, ou similaire. De plus, en tant que seuil définissant la région à vitesses de rotation faibles, soit une valeur de limite supérieure
S62591 SBO-P (5000 tours/min) seule, soit à la fois une valeur de limite supérieure (5000 tours/min) et une valeur de limite inférieure (2000 tours/min) peut/peuvent être déterminée(s) afin de définir la région à vitesses de rotation faibles. Ce faisant, une augmentation de la température dans les aimants permanents 41 peut être atténuée, voire supprimée, à la fois dans la région à vitesses de rotation faibles et dans la région à vitesses de rotation élevées et une démagnétisation peut ainsi être empêchée.
[0064] Selon le premier mode de réalisation, comme il a été décrit ci-avant, la machine électrique tournante 100 inclut : le rotor 13 comportant le noyau de rotor 4, dans lequel les parties de griffe/mâchoires 4a, 4b constituées par la pluralité de pièces polaires magnétiques en forme de mâchoire sont prévues sur sa périphérie externe, et l'enroulement de rotor 7 enroulé autour du noyau de rotor 4; le stator 5 comporte le noyau de stator 3 disposé à l'opposé de la périphérie externe du noyau de rotor 4 et inclut la pluralité de fentes formées dans sa périphérie interne, et les enroulements de stator 301, 302 enroulés autour du noyau de stator 3 en étant insérés dans les fentes; les aimants permanents 41 disposés entre des parties en forme de mâchoire adjacentes 4a, 4b du noyau de rotor 4 et polarisés dans des directions pour réduire la fuite de flux magnétique entre les parties en forme de mâchoire adjacentes 4a, 4b ; les deux ventilateurs de refroidissement 51, 52 prévus sur les côtés respectifs du noyau de rotor 4 afin de refroidir l'enroulement de rotor 7 et les aimants permanents 41 ; les unités de conversion de puissance 21, qui sont constituées par les éléments de commutation 223, 225 du bras d'électrode positive et par les éléments de commutation 224, 226 du bras d'électrode négative, convertissant la puissance entrée depuis la borne d'entrée/sortie de la forme DC (courant continu) à la forme AC (courant alternatif) et vice versa ; le dispositif de commande 30 réalise une commande d'activation (ON)/ désactivation (OFF) sur les éléments de commutation 223, 225 du bras d'électrode positive et sur les enroulements de commutation 224, 226 du bras d'électrode négative ; et le capteur de détection de position de pôle magnétique 10 en tant qu'unité de détection de vitesse de rotation qui détecte la vitesse de rotation de la machine électrique tournante 100.
De plus, l'enroulement de stator inclut le premier enroulement multiphasé 301 et le second enroulement multiphasé 302, lesquels enroulements sont respectivement
S62591 SBO-P formés en enroulant les deux enroulements de stator connectés multiphasés 301, 302 de manière indépendante autour du noyau de stator 3. Le dispositif de commande 30 inclut l'unité 405 de détection de tension irrégulière pour déterminer si oui ou non la valeur de tension de la borne d'entrée/sortie est supérieure ou égale à une tension de seuil prédéterminée, et l'unité 406 de mise en court-circuit de bras d'électrode négative mettant en œuvre des courts-circuits multiphasés, respectivement sur le premier enroulement multiphasé 301 et sur le second enroulement multiphasé 302 en rendant conducteurs les éléments de commutation 224, 226 des bras d'électrode négative du premier enroulement multiphasé 301 et du second enroulement multiphasé 302 lorsque l'unité 405 de détection de tension irrégulière détermine que la valeur de tension de la borne d'entrée/sortie est supérieure ou égale à la tension de seuil.
Lorsque l'unité 405 de détection de tension irrégulière détermine que la valeur de tension de la borne d'entrée/sortie est supérieure ou égale au seuil, le dispositif de commande 30 utilise l'unité 406 de mise en court-circuit de bras d'électrode négative de manière à mettre en œuvre des courts-circuits multiphaséssur le premier enroulement multiphasé 301 et sur le second enroulement multiphasé302 de manière simultanée dans le cas où la vitesse de rotation détectée par l'unité de détection de vitesse de rotation (le capteur de détection de position de pôle magnétique 10) est supérieure à un seuil prédéterminé, et il utilise l'unité 406 de mise en court-circuit de bras d'électrode négative de manière à mettre en œuvre un court-circuit multiphasé sur le second enroulement multiphasé 302 après la mise en œuvre d'un court-circuit multiphasé sur le premier enroulement multiphasé 301 dans le cas où la vitesse de rotation détectée par l'unité de détection de vitesse de rotation (le capteur de détection de position de pôle magnétique
10) est inférieure ou égale au seuil prédéterminé.
Il s'ensuit que lorsque la tension de borne d'entrée/sortie est une surtension dans la région à vitesses de rotation faibles, région dans laquelle la vitesse de rotation est inférieure ou égale au seuil prédéterminé, un court-circuit à trois phases est mis en œuvre sur le second enroulement de stator 302 après la mise en œuvre d'un court-circuit à trois phases sur le premier enroulement 301. Ce faisant, la génération de courants de Foucault peut être empêchée, d'où ainsi l'atténuation, voire la suppression, d'une augmentation de
S62591 SBO-P la température dans les aimants permanents 41 et une démagnétisation peut ainsi être empêchée.
Par ailleurs, dans la région à vitesses de rotation élevées, région dans laquelle la vitesse de rotation est plus élevée que le seuil prédéterminé, le flux d'air provenant des ventilateurs de refroidissement 51, 52 est considérablement plus important et par conséquent, même lorsque les aimants permanents 41 génèrent de la chaleur en réponse aux courants de Foucault générés pendant la commande de court-circuit de phase, les aimants permanents 41 sont refroidis plus efficacement par l'air de refroidissement provenant des ventilateurs de refroidissement 51, 52 de sorte que les aimants permanents 41 n'atteignent pas la température de démarrage de démagnétisation irréversible de 200 °C. En conséquence, une démagnétisation peut être empêchée. De plus, puisque les courts-circuits à trois phases sont mis en œuvre de manière simultanée, la surtension peut être réduite rapidement de sorte que d'autres composants électroniques ne sont pas affectés.
II est à noter que selon le mode de réalisation qui a été décrit ci-avant, le cas dans lequel les premier et second enroulements de stator 301, 302 sont respectivement des enroulements triphasés ou à trois phases a été décrit, mais la présente invention n'est pas limitée à ce cas et en lieu et place, les premier et second enroulements de stator 301, 302 peuvent respectivement être des enroulements à cinq phases ou des enroulements à sept phases, par exemple. Pareillement dans ces cas, des effets similaires sont obtenus.
S62591SBO-P

Claims (4)

  1. REVENDICATIONS
    1. Machine électrique tournante pour véhicule (100) qui convertit une puissance DC en puissance AC et vice versa, comprenant :
    5 un rotor (13) comportant un noyau de rotor (4) dans lequel une pluralité de pièces polaires magnétiques en forme de griffe/mâchoire (4a, 4b) sont prévues sur sa périphérie externe, et un enroulement de rotor (7) enroulé autour du noyau de rotor (4);
    un stator (5) comportant un noyau de stator (3) disposé à l'opposé de la périphérie externe du noyau de rotor (4) et incluant une pluralité de fentes formées dans
    10 sa périphérie interne, et un enroulement de stator (301, 302) enroulé autour du noyau de stator (3) en étant inséré dans les fentes ;
    un aimant permanent (41) disposé entre des pièces polaires magnétiques en forme de mâchoire adjacentes (4a, 4b) du noyau de rotor (4) et polarisé dans une direction pour réduire une fuite de flux magnétique entre les pièces polaires magnétiques
    15 en forme de mâchoire adjacentes (4a, 4b);
    deux ventilateurs de refroidissement (51, 52) prévus sur des côtés respectifs du noyau de rotor (4) afin de refroidir l'enroulement de rotor (7) et l'aimant permanent (41);
    une unité de conversion de puissance (21) constituée par un élément de commutation (223, 225) d'un bras d'électrode positive et par un élément de commutation 20 (224, 226) d'un bras d'électrode négative, et convertissant la puissance entrée depuis une borne d’entrée/sortie sous forme DC en puissance sous forme AC et vice versa;
    un dispositif de commande (30) réalisant une commande d'activation/désactivation (ON/OFF) sur l'élément de commutation (223, 225) du bras d'électrode positive et sur l'élément de commutation (224, 226) du bras d'électrode
    25 négative ; et une unité de détection de vitesse de rotation (10) détectant une vitesse de rotation de la machine électrique tournante pour véhicule (100), l'enroulement de stator (301, 302) incluant un premier enroulement multiphasé (301) et un second enroulement multiphasé (302), lesquels enroulements sont
    30 respectivement formés en enroulant deux enroulements connectés multiphasés de
    S62591 SBO-P manière indépendante autour du noyau de stator (3), le dispositif de commande (30) incluant :
    une unité (405) de détection de tension irrégulière pour déterminer si oui ou non une valeur de tension de la borne d'entrée/sortie est supérieure ou égale à une tension de
    5 seuil prédéterminée ; et une unité (406) de mise en court-circuit de bras d'électrode négative mettant en œuvre des courts-circuits multiphasés respectivement sur le premier enroulement multiphasé (301) et sur le second enroulement multiphasé (302) en rendant conducteurs les éléments de commutation (224, 226) des bras d'électrode négative du premier
    10 enroulement multiphasé (301) et du second enroulement multiphasé (302) lorsque l'unité (405) de détection de tension irrégulière détermine que la valeur de tension de la borne d'entrée/sortie est supérieure ou égale à la tension de seuil, et lorsque l’unité (405) de détection de tension irrégulière détermine que la valeur de tension de la borne d'entrée/sortie est supérieure ou égale à la tension de seuil, le
    15 dispositif de commande (30) utilise l'unité de mise en court-circuit de bras d'électrode négative (406) pour mettre en œuvre des courts-circuits multiphasés sur le premier enroulement multiphasé (301) et sur le second enroulement multiphasé (302) de manière simultanée dans le cas où la vitesse de rotation détectée par l'unité de détection de vitesse de rotation (10) est plus élevée qu'un seuil prédéterminé, et utilise l'unité (406) de
    20 mise en court-circuit de bras d'électrode négative pour mettre en œuvre un court-circuit multiphasé sur le second enroulement multiphasé (302) après la mise en œuvre d'un court-circuit multiphasé sur le premier enroulement multiphasé (301) dans le cas où la vitesse de rotation détectée par l'unité de détection de vitesse de rotation (10) est inférieure ou égale au seuil prédéterminé.
  2. 2. Machine électrique tournante pour véhicule selon la revendication 1, dans laquelle les ventilateurs de refroidissement (51, 52) sont agencés de manière à ce qu'un flux d'air traversant la partie du rotor (13) et provenant des ventilateurs de refroidissement (51, 52) augmente et diminue en proportion de la vitesse de rotation de
    30 la machine électrique tournante pour véhicule (100).
    S62591 SBO-P
  3. 3. Machine électrique tournante pour véhicule selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre une console avant (1) et une console arrière (2) pour supporter le noyau de stator (3),
  4. 5 l'unité de détection de vitesse de rotation (10) incluant un rotor de capteur (111) fixé à une partie d'extrémité de côté arrière d'un arbre de rotor (6) du rotor (13), un stator de capteur (112) fixé à la console arrière (2) en vis-à-vis du rotor de capteur (111), et un enroulement de capteur (113) fixé au stator de capteur (112).
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