FR3071977A1 - Machine electrique - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne une machine électrique (1, 3, 5, 6, 9, 12, 14, 7, 4, 21, 3) comportant au moins un stator (2) segmenté, autour duquel est disposé un anneau (10), l'anneau (10) comportant un dispositif de compensation des tolérances et d'ajustement de l'anneau (10) autour du stator (2).

Description

MACHINE ELECTRIQUE

La présente invention concerne le domaine des machines électriques, et concerne plus particulièrement les machines électriques comportant au moins un stator.

Une machine électrique est une machine, également appelée moteur, qui comporte au moins un stator. Le stator comporte des dents entourées par 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 systèmes électriques tels que des compresseurs de suralimentation électriques. Par exemple, ces machines sont utilisées sur le circuit d'admission pour améliorer le rendement du véhicule, pallier le temps de latence du turbocompresseur classique au démarrage, ou dans les phases transitoires du véhicule.

Sur les compresseurs équipés de moteurs à réluctance variable (ou SRM pour Switched Réluctance Motors selon la terminologie anglaise) ou à aimants permanents, le stator est composé de bobines très proches les unes des autres, afin de minimiser l'encombrement général et de mieux s'intégrer dans l'environnement moteur. Ce stator est réalisé en plusieurs segments qu'il faut assembler. Ce type de stator est source de bruit.

Aujourd'hui, pour réduire le bruit de ce type de moteur, il est connu d'utiliser un système de découplage vibratoire du stator qui consiste à intercaler une fine couche de résine amortissante entre le diamètre extérieur du stator et le logement dans le corps.

Ce concept implique de pré-assembler les segments du stator afin de former un bloc rigide. Ce pre-assemblage est réalisé par un anneau par exemple en inox, monté serré autour des segments.

Afin d'assurer un bon niveau de serrage dans tous les cas (y compris avec les variations de température), il est nécessaire d'avoir des tolérances fines sur le diamètre intérieur de l'anneau. Pour répondre à cette contrainte, l'anneau selon l'état de l'art est réalisé en usinage. Le temps de fabrication et le coût sont donc très importants.

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 comportant un anneau amélioré.

Pour cela la présente invention propose, une machine électrique comportant au moins un stator segmenté, autour duquel est disposé un anneau, l'anneau comportant un dispositif de compensation des tolérances et d'ajustement du périmètre de l'anneau autour du stator.

L'invention concerne également, une machine électrique comportant au moins un stator segmenté, autour duquel est disposé un anneau, caractérisé en ce que l'anneau comporte un dispositif de compensation des tolérances du diamètre extérieur du stator et d'ajustement du périmètre de l'anneau autour du stator.

Selon un mode de réalisation de l'invention, l'anneau est formé par une plaque discontinue dont les deux extrémités se rejoignent de façon à former l'anneau, le dispositif de compensation étant formé à la jointure des deux extrémités.

Selon une variante de l'invention, le dispositif de compensation est formé par une forme en créneau des deux extrémités.

Selon un mode de réalisation de l'invention, la forme en créneau est réalisé de façon à avoir des formes complémentaires sur chaque extrémité qui après assemblage, coopèrent avec un jeu de façon à former l'anneau.

Selon un mode de réalisation de l'invention, la taille du jeu est fonction des tolérances à compenser pour que le serrage de l'anneau sur le stator soit optimal.

Selon une variante de l'invention, le dispositif de compensation est formé par une forme en biseau des deux extrémités.

Selon un mode de réalisation de l'invention, la forme en biseau est réalisée de façon à avoir des formes complémentaires sur chaque extrémité permettant aux extrémités de glisser l'une par rapport à l'autre.

Selon une variante de l'invention, le dispositif de compensation est formé par une zone de superposition des deux extrémités.

Selon un mode de réalisation de l'invention, une surface de superposition de la zone de superposition est fonction des tolérances à compenser pour que le serrage de l'anneau sur le stator soit optimal.

L'invention concerne également un compresseur de suralimentation électrique équipé d'une machine électrique selon l'invention.

L'invention concerne également un procédé d'assemblage d'une machine électrique selon l'invention comprenant les étapes suivantes :

préassemblage des segments du stator, mesure du diamètre extérieur du stator, ajustement du diamètre de l'anneau en fonction du diamètre mesuré du stator, soudure des extrémités de l'anneau, assemblage de l'anneau autour des segments du stator.

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'un compresseur comportant un anneau selon l'invention,

- la figure 2 est une représentation schématique d'une vue en élévation d'un premier mode de réalisation de l'anneau selon l'invention,

- la figure 3 est une vue en détail de la partie A de la figure 2,

- la figure 4 est une représentation schématique d'une vue en élévation d'un deuxième mode de réalisation de l'anneau selon l'invention,

- la figure 5 représente des vues en détail a), selon deux variantes vues zoomées b) et c) de la partie B de la figure 4,

- la figure 6 est une représentation schématique d'une vue en élévation d'un troisième mode de réalisation de l'anneau selon l'invention,

- la figure 7 est une vue en détail de la partie C de la figure 6,

- la figure 8 est une représentation schématique d'un stator avec un anneau selon l'invention.

La présente invention concerne une machine électrique 1 illustrée figure 1.

Selon un mode de réalisation de l'invention, la machine électrique est une machine à courant continu ou alternatif, synchrone ou asynchrone ou tout type de machine électrique du même type.

Plus précisément, selon un mode de réalisation de l'invention, le moteur électrique est un moteur à réluctance variable (également appelée machine SRM pour Switched Réluctance Motor selon la terminologie anglaise) défini par les mêmes caractéristiques que la machine électrique selon l'invention.

Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le moteur est un moteur à aimant permanent défini par les mêmes caractéristiques que la machine électrique selon l'invention.

La figure 1 illustre un exemple de machine 1 électrique selon l'invention. La machine électrique représentée ici par un compresseur électrique 1 comprend au moins un moteur 5 électrique, des roulements 7 et une roue 3 de compresseur. Le moteur 5 électrique permet la mise en rotation d'un arbre 6 du compresseur électrique via les roulements 7. L'arbre 6 entraîne ainsi en rotation la roue 3 du compresseur 1. Plus précisément une extrémité de l'arbre 6 est entraînée en rotation par le moteur électrique, et une autre extrémité de l'arbre 6 entraîne en rotation la roue 3 du compresseur. Le moteur 5 électrique comporte un rotor et un stator.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le compresseur 1 comporte un ensemble 9 électronique permettant de commander le compresseur 1 électrique.

Selon un mode de réalisation de l'invention, au moins une partie de l'ensemble 9 électronique est disposée à l'arrière de la roue 3, entre la roue 3 et le moteur 5 électrique, illustré figure 1.

Selon un mode de réalisation de l'invention, au moins une partie de l'ensemble électronique 9 est disposée à une extrémité de l'arbre 6 opposée à l'extrémité où est située la roue 3, non illustré.

La partie intermédiaire de l'arbre est protégée par le corps 4 de compresseur.

Le compresseur comporte une volute 12 dans laquelle est disposée la roue 3, et permettant le passage de l'air du compresseur 1.

Le moteur 5 électrique est formé par un rotor 3 disposé à l'intérieur du stator 2. Le stator est un stator 2 segmenté illustré figure 8, formé ainsi de plusieurs éléments 22 également appelés segments 22.

Dans le cadre de l'invention, la machine électrique comporte un anneau 10 disposé autour du stator 2 comme illustré figure 1 et 8.

Plus précisément, l'anneau 10 est disposé entre le corps 4 du compresseur 1 et la surface 21 externe du stator 2, dans un logement 14 formé dans le corps du compresseur

1.

Dans le cadre de l'invention, le diamètre de l'anneau 10 est défini de façon à permettre un bon serrage du stator 2. Pour cela, l'anneau 10 selon l'invention comporte un dispositif 31, 32, 33 de compensation des tolérances du diamètre extérieur formé par l'assemblage des segments 22 composant le stator 2.

Plus précisément, l'anneau 10 est ajusté autour du stator 2, afin d'atteindre un niveau de serrage prédéfini pour permettre un maintien des segments quelques soient les conditions thermiques. En effet, Si l'anneau est trop serré, il y a un risque de trop forte tenue mécanique, si il ne l'est pas suffisamment, les segments risque de bouger entre eux.

Le serrage des différents segments du stator 2 est ainsi optimal quelques soient les variations du diamètre extérieur formé par l'assemblage des segments composant le stator.

Le dispositif 31, 32, 33 de compensation est un dispositif qui permet de rajouter un jeu sur le périmètre de l'anneau 10. Ce dispositif permet ainsi de régler le périmètre de l'anneau 10 en fonction de celui de celui du stator.

Selon un mode de réalisation de l'invention, l'anneau 10 est formé par une plaque discontinue. C'est-à-dire une plaque de forme allongée façonnée de façon à former un cylindre et dont les deux extrémités 101, 102, 201, 202, 301, 302 se rejoignent. Le dispositif 31, 32, 33 de compensation est formé à la jointure des deux extrémités.

Selon une première variante de l'invention illustrée figures 2 et 3, le dispositif 31 de compensation est formé par une forme en créneau 103 des deux extrémités 101, 102. La forme en créneau 103 est réalisée de façon à avoir des formes complémentaires sur chaque extrémité 101, 102. Après assemblage, les deux extrémités coopèrent de façon à former l'anneau 10, en fonction du périmètre du stator 2, il reste un jeu 104 plus ou moins grand. Plus précisément, la taille du jeu est fonction des tolérances à compenser pour que le serrage de l'anneau 10 sur le stator soit optimal.

Selon une deuxième variante de l'invention illustrée figures 4 et 5, le dispositif 32 de compensation est formé par une forme en biseau 203 des deux extrémités 201, 202. On entend par biseau une forme en biais, par rapport l'axe X de l'arbre, des extrémités. La forme en biseau 203 est réalisée de façon à avoir des formes complémentaires sur chaque extrémité 201, 202 permettant aux extrémités de glisser l'une par rapport à l'autre. Ainsi en faisant glisser les deux extrémités 201, 203 l'une contre l'autre suivant l'axe X de l'arbre, le périmètre de l'anneau augmente figure 5b ou diminue figure 5c. Plus précisément, le glissement est plus ou moins accentué est fonction des tolérances à compenser pour que le serrage de l'anneau 10 sur le stator soit optimal.

Après assemblage, les deux extrémités coopèrent de façon à former l'anneau 10.

Selon une troisième variante de l'invention illustrée figures 6 et 7, le dispositif 33 de compensation est formé par une superposition 303 des deux extrémités 301, 302. En fonction du périmètre de l'anneau 10, la surface 303 de superposition est plus ou moins grande. Plus précisément, la surface 303 de superposition est fonction des tolérances à compenser pour que le serrage de l'anneau 10 sur le stator soit optimal.

Selon un mode de réalisation de l'invention, après assemblage, pour l'ensemble des variantes, les extrémités de l'anneau sont soudées entre elles de façon à figer le diamètre de l'anneau 10. Dans le cas de la première variante, la soudure est réalisée au niveau de la jonction 105 des extrémités, la jonction étant réalisée sur les faces des extrémités orientées perpendiculairement par rapport à l'axe de l'arbre.

L'invention concerne également le procédé d'assemblage de l'anneau 10 sur la machine électrique.

Dans le cadre de l'invention, le procédé comprend les étapes suivantes : préassemblage des segments 22 du stator 2 mesure du diamètre extérieur du stator, ajustement du diamètre de l'anneau 10 en fonction du diamètre mesuré du 5 stator 2, soudure des extrémités de l'anneau 10, assemblage de l'anneau 10 autour des segments 22 du stator.

L'invention concerne également l'utilisation d'une telle machine 1 selon 10 l'invention dans un compresseur de suralimentation électrique pour véhicule automobile.

L'invention concerne également un compresseur de suralimentation électrique équipé d'une telle machine 1 selon l'invention. Plus précisément, l'invention concerne également un compresseur électrique équipé d'un moteur à réluctance variable ou à aimant permanent 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 de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, et peuvent être modifiés sans toutefois sortir de la portée définie par les revendications supportées par la description.

Claims (11)

1. Machine électrique (1) comportant au moins un stator (2) segmenté, autour duquel est disposé un anneau (10), caractérisé en ce que l'anneau (10) comporte un dispositif (31, 32, 33) de compensation des tolérances et d'ajustement du périmètre de l'anneau (10) autour du stator (2).

2. Machine électrique (1) selon la revendication 1, dans laquelle l'anneau (10) est formé par une plaque discontinue dont les deux extrémités (101,102, 201, 202, 301, 302) se rejoignent de façon à former l'anneau (10), le dispositif (31, 32, 33) de compensation étant formé à la jointure des deux extrémités.

3. Machine électrique (1) selon une des revendications 1 à 2, dans laquelle le dispositif (31) de compensation est formé par une forme en créneau (103) des deux extrémités (101,102).

4. Machine électrique (1) selon une des revendications 1 à 3, dans laquelle la forme en créneau (103) est réalisé de façon à avoir des formes complémentaires sur chaque extrémité (101, 102) qui après assemblage, coopèrent avec un jeu de façon à former l'anneau (10).

5. Machine électrique (1) selon la revendication 4, dans laquelle, la taille du jeu est fonction des tolérances à compenser pour que le serrage de l'anneau (10) sur le stator (2) soit optimal.

6. Machine électrique (1) selon une des revendications 1 à 2, dans laquelle le dispositif (32) de compensation est formé par une forme en biseau (203) des deux extrémités (201, 202).

7. Machine électrique (1) selon la revendication 6, dans laquelle la forme en biseau (203) est réalisée de façon à avoir des formes complémentaires sur chaque extrémité (201, 202) permettant aux extrémités de glisser l'une par rapport à l'autre.

8. Machine électrique (1) selon une des revendications 1 à 2, dans laquelle le dispositif (33) de compensation est formé par une zone de superposition (303) des deux extrémités (301, 302).

9. Machine électrique (1) selon la revendication 8, dans laquelle une surface (303) de superposition de la zone de superposition est fonction des tolérances à compenser pour que le serrage de l'anneau (10) sur le stator soit optimal.

10. Compresseur de suralimentation électrique équipé d'une machine électrique (1) 5 selon une des revendications 1 à 9.

11. Procédé d'assemblage d'une machine électrique selon une des revendications 1 à 9 comprenant les étapes suivantes :

préassemblage des segments (22) du stator (2), mesure du diamètre extérieur du stator (2),

10 - ajustement du diamètre de l'anneau (10) en fonction du diamètre mesuré du stator (2), soudure des extrémités de l'anneau (10),

Assemblage de l'anneau (10) autour des segments (22) du stator.