FR3091070A1 - Magnetic target support for rotating electric machine - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne une machine électrique tournante dont le ventilateur (50) comprend un support de cible (22) permettant de positionner une cible magnétique (20), de telle sorte que le support de cible (22) et le ventilateur (50) soit monobloc. Application aux véhicules automobiles. Figure pour l’abrégé : Figure 2The invention relates to a rotary electrical machine, the fan (50) of which comprises a target support (22) for positioning a magnetic target (20) so that the target support (22) and the fan (50) are monobloc. Application to motor vehicles. Figure for the abstract: Figure 2
Description
DescriptionDescription
Titre de l'invention : Support de cible magnétique pour machine électrique tournanteTitle of the invention: Magnetic target support for rotating electric machine
[0001] Le domaine de la présente invention est celui des machines électriques tournantes pour véhicule automobile et plus particulièrement celui des dispositifs de détection de position angulaire associés à ces machines électriques tournantes.The field of the present invention is that of rotating electrical machines for a motor vehicle and more particularly that of the angular position detection devices associated with these rotating electrical machines.
[0002] Une telle machine peut notamment être un alterno-démarreur ou une machine réversible de véhicule automobile, configuré pour transformer de l'énergie mécanique en énergie électrique et inversement. Un tel alternateur réversible permet dans un cas de fonctionnement d’utiliser l’énergie mécanique générée lors du roulage du véhicule pour recharger une batterie de ce véhicule et dans un autre cas de fonctionnement de réaliser un apport en énergie mécanique notamment pour démarrer le moteur thermique du véhicule.Such a machine can in particular be an alternator-starter or a reversible motor vehicle machine, configured to transform mechanical energy into electrical energy and vice versa. Such a reversible alternator allows in an operating case to use the mechanical energy generated during the running of the vehicle to recharge a battery of this vehicle and in another operating case to make a supply of mechanical energy in particular to start the heat engine of the vehicle.
[0003] Cette machine comporte essentiellement un carter et, à l'intérieur de celui-ci, un rotor, solidaire en rotation d'un arbre d’entraînement, et un stator, qui entoure le rotor avec présence d'un faible entrefer et qui comporte un corps doté d'encoches pour le montage des phases du stator.This machine essentially comprises a housing and, inside thereof, a rotor, integral in rotation with a drive shaft, and a stator, which surrounds the rotor with the presence of a small air gap and which has a body with notches for mounting the stator phases.
[0004] Dans le mode alternateur, la rotation de l’arbre d’entraînement due au roulage du véhicule génère une rotation du rotor et donc de ses aimants et/ou de sa bobine embarqués dans le rotor. Le champ magnétique généré par la rotation du rotor par rapport au stator permet de créer un courant dans les bobines du stator, ledit courant électrique étant récupéré en sortie de la machine. Dans le mode moteur, les bobines du stator sont alimentées en courant électrique afin de créer un champ magnétique permettant l’entrainement en rotation du rotor, via l’interaction des aimants et/ou de la bobine du rotor dans le champ magnétique, et donc la rotation de l’arbre d’entraînement associé.In alternator mode, the rotation of the drive shaft due to the running of the vehicle generates a rotation of the rotor and therefore of its magnets and / or of its coil embedded in the rotor. The magnetic field generated by the rotation of the rotor relative to the stator makes it possible to create a current in the coils of the stator, said electric current being recovered at the output of the machine. In the motor mode, the stator coils are supplied with electric current in order to create a magnetic field allowing the rotor to be driven in rotation, via the interaction of the magnets and / or the rotor coil in the magnetic field, and therefore rotation of the associated drive shaft.
[0005] La réversibilité du système d’alterno-démarreur, c’est-à-dire le passage d’un mode alternateur à un mode moteur, nécessite de suivre la position angulaire du rotor afin d’assurer un contrôle du moteur électrique permettant l’injection de courant électrique dans les bobines électriques au moment adéquat. Ainsi, il est connu d’utiliser un dispositif de détection de position angulaire afin de déterminer la position du rotor dans les machines électriques tournantes. Un dispositif de détection de position angulaire est composé d’un capteur et d’une cible magnétique.The reversibility of the alternator-starter system, that is to say the transition from an alternator mode to a motor mode, requires following the angular position of the rotor in order to ensure control of the electric motor allowing injecting electrical current into the electrical coils at the appropriate time. Thus, it is known to use an angular position detection device in order to determine the position of the rotor in rotating electrical machines. An angular position detection device consists of a sensor and a magnetic target.
[0006] De manière connue, la cible magnétique est maintenue sur une coupelle en acier. La coupelle est positionnée solidaire en rotation d’un arbre de rotor, celui-ci étant en mouvement rotatif par rapport au stator immobile. Cette coupelle peut présenter des diamètres différents mais son adaptabilité reste limitée.In known manner, the magnetic target is held on a steel cup. The cup is positioned integral in rotation with a rotor shaft, the latter being in rotary motion relative to the stationary stator. This cup may have different diameters but its adaptability remains limited.
[0007] Habituellement, le maintien de la coupelle s’effectue par un roulement arrière, ce qui nécessite donc que les roulements arrières soient spécifiquement conçus pour maintenir les coupelles. Les coupelles pouvant présenter des diamètres différents en fonction des modèles de machine électrique tournante. On comprend alors que l’ensemble coupelleroulement arrière pose un problème de standardisation.Usually, the maintenance of the cup is effected by a rear bearing, which therefore requires that the rear bearings are specifically designed to maintain the cups. The cups may have different diameters depending on the models of rotating electric machine. It is therefore understandable that the rear bearing cutter assembly poses a standardization problem.
[0008] Le but de la présente invention est donc de résoudre l’inconvénient décrit ci-dessus en concevant un ventilateur configuré pour intégrer un support de cible magnétique et ainsi rendre le roulement arrière standard.The object of the present invention is therefore to solve the drawback described above by designing a fan configured to integrate a magnetic target support and thus make the rear bearing standard.
[0009] L'invention a donc pour objet un ventilateur d’une machine électrique tournante comprenant un rotor configuré pour avoir un mouvement de rotation et un dispositif de détection de position angulaire du rotor comportant au moins un capteur et une cible magnétique, ledit ventilateur étant destiné à être fixé sur le rotor. Selon l’invention, un support de cible configuré pour maintenir en position ladite cible magnétique est intégré dans le ventilateur.The invention therefore relates to a fan of a rotary electric machine comprising a rotor configured to have a rotational movement and a device for detecting the angular position of the rotor comprising at least one sensor and a magnetic target, said fan being intended to be fixed on the rotor. According to the invention, a target support configured to hold said magnetic target in position is integrated in the fan.
[0010] Par support de cible intégré dans le ventilateur, on comprend que le support de la cible est monobloc avec le ventilateur. On considère que le support de cible et le ventilateur sont monoblocs dès lors que leur séparation entraîne une destruction du ventilateur et/ou du support de cible. Ainsi une seule étape de moulage est nécessaire pour concevoir le ventilateur et le support de cible, facilitant cette étape de fabrication du dispositif de machine électrique tournante.By target support integrated in the fan, it is understood that the target support is in one piece with the fan. It is considered that the target support and the fan are integral as soon as their separation results in destruction of the fan and / or of the target support. Thus a single molding step is necessary to design the fan and the target support, facilitating this step of manufacturing the device of a rotating electric machine.
[0011] Le ventilateur étant destiné à être fixé au rotor et donc à être solidaire en rotation de ce dernier, le support de cible intégré dans le ventilateur permet d’augmenter la fiabilité de détection de la position angulaire du rotor lors de la lecture de la cible magnétique par le capteur.The fan being intended to be fixed to the rotor and therefore to be integral in rotation with the latter, the target support integrated in the fan makes it possible to increase the reliability of detection of the angular position of the rotor during the reading of the magnetic target by the sensor.
[0012] Selon une caractéristique de l’invention, le ventilateur présente un axe de révolution et il comprend une paroi transversale apte à être disposée en travers de l’axe de révolution, la paroi transversale comprenant une portion périphérique où sont disposées des pales, une portion centrale configurée pour ménager une ouverture permettant le passage d’un arbre d’entraînement solidaire du rotor, et une portion intermédiaire dans laquelle est disposé le support de cible comportant au moins une paroi qui s’étend perpendiculairement à la paroi transversale.According to a characteristic of the invention, the fan has an axis of revolution and it comprises a transverse wall able to be arranged across the axis of revolution, the transverse wall comprising a peripheral portion where blades are arranged, a central portion configured to provide an opening allowing the passage of a drive shaft integral with the rotor, and an intermediate portion in which is disposed the target support comprising at least one wall which extends perpendicular to the transverse wall.
[0013] Selon une caractéristique de l’invention, le support de cible est formé par une paroi en forme de couronne annulaire dont l’axe est confondu avec l’axe de révolution du ventilateur. Par exemple, l’une des faces de la paroi forme un support à la cible magnétique qui est apte à être lue par le capteur du dispositif de détection de position angulaire du rotor.According to a characteristic of the invention, the target support is formed by a wall in the form of an annular crown, the axis of which coincides with the axis of revolution of the fan. For example, one of the faces of the wall forms a support for the magnetic target which is capable of being read by the sensor of the device for detecting the angular position of the rotor.
[0014] On comprend que la couronne annulaire formant le support de cible est perpen diculaire à la paroi transversale du ventilateur et qu’elle présente deux faces opposées s’étendant parallèlement à l’axe de révolution du ventilateur. On distingue dans ces deux faces opposées d’une part une face intérieure, qui consiste en la face de la couronne annulaire tournée en regard de la portion centrale du ventilateur, vers l’axe de révolution du ventilateur, et d’autre part une face extérieure opposée à la face intérieure, tournée en regard de la portion périphérique et les pales du ventilateur. Le positionnement de la cible magnétique sur l’une ou l’autre de ces faces en opposition, intérieure ou extérieure, génère une lecture radiale par le capteur des informations magnétiques contenues dans la cible. Il convient alors que le ventilateur soit configuré pour permettre un positionnement de la tête de capteur en regard de la face de la couronne annulaire sur laquelle est disposée la cible magnétique.It is understood that the annular ring forming the target support is perpendicular to the transverse wall of the fan and that it has two opposite faces extending parallel to the axis of revolution of the fan. We distinguish in these two opposite faces on the one hand an inner face, which consists of the face of the annular ring facing the central portion of the fan, towards the axis of revolution of the fan, and on the other hand a face outer opposite the inner face, facing the peripheral portion and the fan blades. The positioning of the magnetic target on one or other of these opposing faces, inside or outside, generates a radial reading by the sensor of the magnetic information contained in the target. The fan should then be configured to allow positioning of the sensor head opposite the face of the annular ring on which the magnetic target is arranged.
[0015] Selon une caractéristique de l’invention, la cible magnétique est positionnée sur une face extérieure ou sur une face intérieure de la paroi. Lorsque la cible est positionnée sur la face extérieure de la paroi, un dégagement, nécessaire au positionnement de la tête de capteur en regard de la cible, est plus facilement réalisé entre la couronne annulaire et les pales de la portion périphérique. Cette configuration permet donc de réduire l’encombrement du ventilateur et d’améliorer le refroidissement de la machine. Lorsque la cible est positionnée sur la face intérieure de la paroi, la cible est mieux protégée des champs de perturbation magnétique qui peuvent être engendrés par les pales du ventilateur, en particulier lorsque le ventilateur et ses pales sont formés d’un matériau magnétique tel que l’acier. La cible présente également une meilleure tenue à la centrifugation.According to a characteristic of the invention, the magnetic target is positioned on an outer face or on an inner face of the wall. When the target is positioned on the outer face of the wall, a clearance, necessary for positioning the sensor head facing the target, is more easily achieved between the annular ring and the blades of the peripheral portion. This configuration therefore makes it possible to reduce the size of the fan and to improve the cooling of the machine. When the target is positioned on the inside of the wall, the target is better protected from magnetic disturbance fields which can be generated by the fan blades, in particular when the fan and its blades are made of a magnetic material such as steel. The target also has better resistance to centrifugation.
[0016] Selon une caractéristique de l’invention, le support de cible comporte deux parois, la cible magnétique étant positionnée entre les deux parois.According to a characteristic of the invention, the target support has two walls, the magnetic target being positioned between the two walls.
[0017] Le positionnement de la cible magnétique entre deux parois implique une lecture axiale de la cible magnétique et l’on comprend que ce mode de réalisation de lecture axiale pourra être mis en œuvre pour des questions d’encombrement de la machine électrique tournante, notamment lorsqu’il n’est pas possible de loger une tête de capteur entre le support de cible et les pales du ventilateur.The positioning of the magnetic target between two walls implies an axial reading of the magnetic target and it is understood that this embodiment of axial reading can be implemented for reasons of space requirement of the rotary electric machine, especially when it is not possible to accommodate a sensor head between the target support and the fan blades.
[0018] Selon une caractéristique de l’invention, la portion intermédiaire présente, au moins dans une zone de jonction entre la ou les parois et la paroi transversale, une surépaisseur axiale par rapport à la paroi transversale du ventilateur.According to a characteristic of the invention, the intermediate portion has, at least in a junction zone between the wall (s) and the transverse wall, an axial allowance relative to the transverse wall of the fan.
[0019] Une telle surépaisseur axiale permet notamment de s’assurer que le support de cible, formé à l’aplomb de cette zone de jonction à forte épaisseur, ne vibre pas lorsque le ventilateur suit la rotation du rotor de la machine électrique tournanteSuch an axial allowance allows in particular to ensure that the target support, formed directly above this very thick junction area, does not vibrate when the fan follows the rotation of the rotor of the rotary electric machine
[0020] Selon une caractéristique de l’invention, la portion centrale présente un profil incliné par rapport à la paroi transversale du ventilateur.According to a characteristic of the invention, the central portion has an inclined profile relative to the transverse wall of the fan.
[0021] On comprend que la portion centrale présente une forme annulaire autour de l’ouverture ménagée en son centre, et qu’elle présente une extrémité distale, la plus éloignée de l’axe de révolution du ventilateur, et une extrémité proximale, la plus proche de l’axe de révolution du ventilateur. En d’autres termes, l’extrémité proximale de la portion centrale forme un bord délimitant le pourtour de l’ouverture et l’extrémité distale de la portion centrale présente un bord commun avec la portion intermédiaire. Selon l’invention, on entend par profil incliné de la portion centrale le fait que l’extrémité distale et l’extrémité proximale de la portion centrale sont dans des plans transversaux décalé suivant l’axe de révolution du ventilateur.It is understood that the central portion has an annular shape around the opening formed in its center, and that it has a distal end, the furthest from the axis of revolution of the ventilator, and a proximal end, the closer to the axis of revolution of the fan. In other words, the proximal end of the central portion forms an edge delimiting the periphery of the opening and the distal end of the central portion has a common edge with the intermediate portion. According to the invention, the term “inclined profile” of the central portion means that the distal end and the proximal end of the central portion are in transverse planes offset along the axis of revolution of the ventilator.
[0022] Le profil incliné de la portion centrale peut présenter une configuration en escalier, permettant l’appui d’une pièce, servant au maintien du ventilateur, à son extrémité proximale.The inclined profile of the central portion can have a staircase configuration, allowing the support of a part, used to hold the fan, at its proximal end.
[0023] Selon une caractéristique de l’invention, le diamètre de l’ouverture ménagée dans la portion centrale est ajusté au diamètre de la portion de l’arbre d’entraînement sur laquelle le ventilateur est monté. Le diamètre ajusté de la portion centrale permet d’avoir un montage serré du ventilateur autour de l’arbre de rotor. Ainsi, le support de cible est toujours centré axialement dans le dispositif de machine électrique tournante. Cela améliore la précision de la mesure du capteur de position.According to a feature of the invention, the diameter of the opening in the central portion is adjusted to the diameter of the portion of the drive shaft on which the fan is mounted. The adjusted diameter of the central portion allows a tight mounting of the fan around the rotor shaft. Thus, the target support is always centered axially in the rotating electrical machine device. This improves the accuracy of the position sensor measurement.
[0024] Selon une caractéristique de l’invention, la cible magnétique est réalisée en un plastoaimant. Un plasto-aimant est un alliage de matériau plastique et d’élément magnétique. De la sorte, la cible peut être surmoulée sur le support de cible et le ventilateur dont le support de cible est issu. De manière alternative, on peut prévoir que la cible magnétique soit collée sur le support de cible. Alternativement, la cible peut également être formée d’un ou plusieurs aimants.According to a characteristic of the invention, the magnetic target is made of a plasto-magnet. A plasto-magnet is an alloy of plastic material and magnetic element. In this way, the target can be molded onto the target support and the fan from which the target support comes. Alternatively, provision may be made for the magnetic target to be glued to the target support. Alternatively, the target can also be formed from one or more magnets.
[0025] Selon une caractéristique de l’invention, le ventilateur est composé d’un matériau moulable. Le matériau moulable peut être par exemple de manière non limitative du plastique ou de l’aluminium. L’obtention du ventilateur et du support de cible intégré par exemple par moulage permet d’adapter facilement les dimensions du support de cible aux caractéristiques du dispositif de détection de position angulaire et plus particulièrement aux dimensions de la cible magnétique, et cela permet en outre d’adapter facilement la forme et la dimension de la portion centrale du ventilateur.According to a characteristic of the invention, the fan is composed of a moldable material. The moldable material can be, for example, without limitation, plastic or aluminum. Obtaining the fan and the integrated target support for example by molding makes it possible to easily adapt the dimensions of the target support to the characteristics of the angular position detection device and more particularly to the dimensions of the magnetic target, and this also makes it possible easily adapt the shape and size of the central portion of the fan.
[0026] L’invention couvre également un rotor de machine électrique tournante sur lequel est monté au moins un ventilateur tel que précédemment décrit.The invention also covers a rotor of a rotary electrical machine on which is mounted at least one fan as previously described.
[0027] L’invention couvre également une machine électrique tournante comprenant au moins un ventilateur tel que précédemment décrit.The invention also covers a rotary electric machine comprising at least one fan as previously described.
[0028] D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels :Other characteristics, details and advantages of the invention will emerge more clearly on reading the description given below for information only, in relation to the drawings in which:
[0029] - la [fig.l] est une vue générale en coupe verticale d’une machine électrique tournante selon l’invention ;- [Fig.l] is a general view in vertical section of a rotary electrical machine according to the invention;
[0030] - la [fig.2] est une vue en perspective, d'une partie d’une machine électrique tournante selon l’invention, rendant notamment visibles le rotor et le ventilateur selon un aspect de l’invention, avec un support de cible intégré ;- [Fig.2] is a perspective view of a part of a rotary electric machine according to the invention, making in particular visible the rotor and the fan according to one aspect of the invention, with a support integrated target;
[0031] - la [fig.3] est une représentation partielle de la machine électrique tournante, vue en coupe axiale, rendant plus particulièrement visible le profil du ventilateur selon un aspect de l’invention ;- [Fig.3] is a partial representation of the rotating electric machine, viewed in axial section, making the profile of the fan more particularly visible according to one aspect of the invention;
[0032] - la [fig.4] est une vue en perspective d’un autre exemple de ventilateur selon le mode de réalisation de la [Figure 3] ;- [Fig.4] is a perspective view of another example of a fan according to the embodiment of [Figure 3];
[0033] - la [fig.5] est une vue en perspective d’un autre exemple de ventilateur selon une variante de réalisation de la [Figure 4] ;- [Fig.5] is a perspective view of another example of a fan according to an alternative embodiment of [Figure 4];
[0034] - la [fig.6] est une représentation schématique partielle d’une autre variante de réalisation du ventilateur selon un aspect de l’invention, rendant notamment visible la forme que prend le support de cible intégré ; et- [Fig.6] is a partial schematic representation of another alternative embodiment of the fan according to one aspect of the invention, making in particular visible the shape that takes the integrated target support; and
[0035] - la [fig.7] est une vue en perspective d’un autre exemple de ventilateur selon le mode de réalisation de la [Figure 6].- [Fig.7] is a perspective view of another example of a fan according to the embodiment of [Figure 6].
[0036] Il faut tout d’abord noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant.It should first be noted that the figures show the invention in detail to implement the invention, said figures can of course be used to better define the invention if necessary.
[0037] Dans la suite de la description, les dénominations transversales ou verticales se réfèrent à l'orientation du ventilateur ou de la machine électrique tournante tel qu’ils peuvent être implantés sur véhicule. La direction verticale correspond à l'axe principal de la machine électrique tournante dans lequel elle s’étend, et plus particulièrement à l’axe de révolution du ventilateur ou de cette machine électrique tournante, alors que les orientations transversales correspondent à des droites concourantes, c’est-à-dire qui croisent la direction verticale, notamment perpendiculaires à l'axe de révolution.In the following description, the transverse or vertical names refer to the orientation of the fan or of the rotating electric machine as they can be installed on the vehicle. The vertical direction corresponds to the main axis of the rotary electric machine in which it extends, and more particularly to the axis of revolution of the fan or of this rotary electric machine, while the transverse orientations correspond to concurrent lines, that is to say which cross the vertical direction, in particular perpendicular to the axis of revolution.
[0038] Les directions évoquées ci-dessus sont également visibles dans un repère orthonormé VT représenté sur les figures.The directions mentioned above are also visible in an orthonormal reference frame VT represented in the figures.
[0039] La [fig.l] représente une machine électrique tournante 10 sous la forme d’un alternateur pour véhicule automobile fonctionnant de manière réversible. Une telle machine est appelée alterno-démarreur ou machine réversible et comprend un arbre d’entraînement mécanique 12 rotatif, un rotor 14 solidaire en rotation de l’arbre d’entraînement 12, un stator 16 polyphasé fixe entourant le rotor 14, et un dispositif de détection de position angulaire configuré pour déterminer la position angulaire du rotor 14. On comprend que la machine électrique tournante peut passer d’un mode générateur à un mode moteur et qu’il importe à cet effet de connaître la position du rotor, notamment afin d’injecter une quantité de courant appropriée et au bon moment dans les bobines du stator 16 lorsque l’alterno-démarreur fonctionne en mode moteur.[Fig.l] shows a rotating electrical machine 10 in the form of an alternator for a motor vehicle operating in a reversible manner. Such a machine is called an alternator-starter or reversible machine and comprises a rotary mechanical drive shaft 12, a rotor 14 integral in rotation with the drive shaft 12, a fixed polyphase stator 16 surrounding the rotor 14, and a device angular position detection configured to determine the angular position of the rotor 14. It is understood that the rotary electrical machine can pass from a generator mode to a motor mode and that it is important for this purpose to know the position of the rotor, in particular in order to inject an appropriate amount of current at the right time into the coils of the stator 16 when the alternator-starter is operating in motor mode.
[0040] Le dispositif de détection de position angulaire comprend une cible magnétique 20 et un capteur 19, le capteur étant configuré pour détecter une information de champ magnétique au passage de la cible magnétique en regard du capteur. La cible magnétique peut notamment consister en un aimant ou un plasto-aimant formé d’une alternance de pôles Nord et Sud. La cible magnétique est fixée sur une pièce tournant de manière solidaire au rotor, ici un ventilateur 50.The angular position detection device comprises a magnetic target 20 and a sensor 19, the sensor being configured to detect magnetic field information when the magnetic target passes opposite the sensor. The magnetic target can in particular consist of a magnet or a plasto-magnet formed by alternating North and South poles. The magnetic target is fixed on a part turning in a manner integral with the rotor, here a fan 50.
[0041] Le capteur 19 est fixe et disposé de telle manière que la cible magnétique 20 passe dans le champ de vision du capteur. Le capteur 19 est solidaire d’un carter 21 fixe de la machine électrique tournante pour déterminer la position angulaire du rotor 14 par rapport au carter fixe 21 et donc par rapport au stator 16 solidaire du carter 21. Alternativement, le capteur peut être fixé sur une portion de l’ensemble électronique de puissance ou de commande de la machine.The sensor 19 is fixed and arranged so that the magnetic target 20 passes within the field of vision of the sensor. The sensor 19 is secured to a fixed casing 21 of the rotary electrical machine to determine the angular position of the rotor 14 relative to the fixed casing 21 and therefore relative to the stator 16 secured to the casing 21. Alternatively, the sensor can be fixed to a portion of the machine's power or control electronics.
[0042] Le capteur 19 peut notamment consister en un ou plusieurs capteurs à effet Hall, ou bien consister en un ou plusieurs capteurs magnétorésistifs, sans que la structure du capteur soit limitative de l’invention.The sensor 19 may in particular consist of one or more Hall effect sensors, or may consist of one or more magnetoresistive sensors, without the structure of the sensor being limiting of the invention.
[0043] Selon l’invention, la cible magnétique 20 est portée par un support de cible 22 intégré dans un ventilateur 50, étant entendu que le support de cible 22 et le ventilateur seront détaillés plus loin dans la suite de la description détaillée.According to the invention, the magnetic target 20 is carried by a target support 22 integrated in a fan 50, it being understood that the target support 22 and the fan will be detailed later in the following detailed description.
[0044] Dans la [fig.l], l’arbre d’entraînement 12 est monté rotatif autour d’un axe de révolution, ici vertical, V, qui définit l’axe de révolution de la machine électrique tournante 10. Le rotor 14 est solidaire en rotation de l’arbre d’entraînement 12 et forme avec celui-ci un ensemble rotorique tournant. Le rotor 14 est ici un rotor à griffes, qui comprend deux roues polaires 24 opposées suivant l’axe de révolution V et un élément magnétique 26. Dans le cas illustré, les deux roues polaires 24 comportent chacune un flasque 28 s’étendant radialement autour de l’arbre d’entraînement 12 et portant des griffes 30 à sa périphérie extérieure. Les griffes 30 d’une des roues polaires 24 pouvant être imbriquées circonférentiellement entre les griffes 30 de la roue polaire 24 opposée.In [fig.l], the drive shaft 12 is rotatably mounted about an axis of revolution, here vertical, V, which defines the axis of revolution of the rotary electric machine 10. The rotor 14 is integral in rotation with the drive shaft 12 and forms therewith a rotating rotor assembly. The rotor 14 is here a claw rotor, which comprises two polar wheels 24 opposite along the axis of revolution V and a magnetic element 26. In the illustrated case, the two polar wheels 24 each have a flange 28 extending radially around of the drive shaft 12 and carrying claws 30 at its outer periphery. The claws 30 of one of the pole wheels 24 can be nested circumferentially between the claws 30 of the opposite pole wheel 24.
[0045] Les flasques 28 sont percés chacun d’un alésage central de passage de l’arbre d’entraînement 12. Les flasques 28 sont, ici, solidarisés en rotation à l’arbre d’entraînement 12 par emmanchement à force d’un tronçon 32 strié verticalement de l’arbre central 12, dans l’alésage central des flasques 28 des roues polaires 24.The flanges 28 are each pierced with a central bore for passage of the drive shaft 12. The flanges 28 are, here, secured in rotation to the drive shaft 12 by force fitting a section 32 vertically striated from the central shaft 12, in the central bore of the flanges 28 of the pole wheels 24.
[0046] L’élément magnétique 26 est ici réalisé par un bobinage de rotor agencé autour d’un noyau 34, réalisé par exemple en fer doux, qui est interposé axialement entre les flasques 28 des roues polaires 24.The magnetic element 26 is here produced by a rotor winding arranged around a core 34, made for example of soft iron, which is interposed axially between the flanges 28 of the pole wheels 24.
[0047] Lorsque l’élément magnétique 26, formant le bobinage d’excitation, est alimenté électriquement, les griffes 30 de l’une des roues polaires 24 définissent des pôles magnétiques « Nord » tandis que les griffes 30 de la roue polaire 24 opposée définissent des pôles magnétiques « Sud ».When the magnetic element 26, forming the excitation winding, is electrically powered, the claws 30 of one of the pole wheels 24 define magnetic poles "North" while the claws 30 of the opposite pole wheel 24 define "South" magnetic poles.
[0048] Le stator 16 est porté par le carter 21 fixe qui renferme le stator 16 et le rotor 14. Le carter 21 comprend au moins deux flasques, appelés respectivement palier avant 38 et palier arrière 40, et configurés pour être rapportés l’un sur l’autre et fixés l’un avec l’autre.The stator 16 is carried by the fixed casing 21 which encloses the stator 16 and the rotor 14. The casing 21 comprises at least two flanges, called respectively front bearing 38 and rear bearing 40, and configured to be added one on the other and fixed with each other.
[0049] Ici, et par la suite, on définit la notion d’avant d’arrière en fonction de la proximité des éléments par rapport au moteur susceptible d’être entraîné par l’arbre d’entraînement en mode moteur. Dans ce cas, le palier avant est le palier disposé le plus proche d’un organe d’entraînement reliant mécaniquement la machine 10 au moteur thermique.Here, and thereafter, the concept of front rear is defined as a function of the proximity of the elements relative to the motor capable of being driven by the drive shaft in motor mode. In this case, the front bearing is the bearing arranged closest to a drive member mechanically connecting the machine 10 to the heat engine.
[0050] Le stator 16 comporte un corps de stator 44 annulaire coaxial à l’arbre d’entraînement 12 et portant un jeu de bobinages statoriques 46. Le corps de stator 44 du stator 16 est solidaire du carter 21 fixe et est porté intérieurement par celui-ci.The stator 16 comprises an annular stator body 44 coaxial with the drive shaft 12 and carrying a set of stator windings 46. The stator body 44 of the stator 16 is integral with the fixed casing 21 and is carried internally by this one.
[0051] Les paliers 38, 40 de forme creuse sont ajourés pour la circulation de l'air à l'intérieur de la machine électrique tournante 10 du type compact et à ventilation interne, le rotor 14 portant à chacune de ses extrémités axiales respectivement un ventilateur avant 48 et un ventilateur arrière 50 coaxiaux à l'arbre central 12.The bearings 38, 40 of hollow form are perforated for the circulation of air inside the rotary electrical machine 10 of the compact type and with internal ventilation, the rotor 14 carrying at each of its axial ends respectively a front fan 48 and a rear fan 50 coaxial with the central shaft 12.
[0052] Les ventilateurs 48, 50 sont de forme annulaire et comporte chacun une paroi transversale, visible sur la [fig.2], disposée perpendiculairement à l’axe de révolution V de la machine électrique tournante. Les ventilateurs sont disposés de telle sorte que l’axe de leur forme annulaire est confondu, ou sensiblement confondu, avec l’axe de révolution V de la machine électrique tournante.The fans 48, 50 are of annular shape and each has a transverse wall, visible in [fig.2], arranged perpendicular to the axis of revolution V of the rotary electric machine. The fans are arranged so that the axis of their annular shape is coincident, or substantially coincident, with the axis of revolution V of the rotary electric machine.
[0053] Les ventilateurs sont respectivement fixés au rotor 14, chacun à l’une des extrémités axiales du rotor. Les ventilateurs 48, 50 sont donc solidaires en rotation de l’arbre d’entraînement 12 via le rotor 14. Les parois transversales de chacun des ventilateurs 48, 50 comprennent à leur portion périphérique des pales 51. Les pales 51 permettent ainsi l’évacuation radiale de la chaleur générée par le fonctionnement de la machine électrique tournante.The fans are respectively fixed to the rotor 14, each at one of the axial ends of the rotor. The fans 48, 50 are therefore integral in rotation with the drive shaft 12 via the rotor 14. The transverse walls of each of the fans 48, 50 comprise, at their peripheral portion, blades 51. The blades 51 thus allow evacuation radial heat generated by the operation of the rotating electric machine.
[0054] Chaque palier 38, 40 du carter 21 fixe comporte centralement un logement pour un roulement, de sorte que l’on peut identifier ici un roulement à billes avant 53 et un roulement à billes arrière 54 pour le montage rotatif de l’arbre d’entraînement 12, avec des billes implantées pour chaque roulement entre une bague intérieure 56 tournante et une bague extérieure 58 fixe par rapport au logement associé du carter 21.Each bearing 38, 40 of the fixed casing 21 has a central housing for a bearing, so that one can identify here a front ball bearing 53 and a rear ball bearing 54 for the rotary mounting of the shaft drive 12, with balls implanted for each bearing between an inner ring 56 rotating and an outer ring 58 fixed relative to the associated housing of the housing 21.
[0055] On décrira ci-après plus particulièrement le montage du roulement à billes arrière 54 sur un tronçon de l’arbre d’entraînement 12 formant une portée de roulement 59, notamment en référence à la [fig.3].We will describe below more particularly the mounting of the rear ball bearing 54 on a section of the drive shaft 12 forming a bearing surface 59, in particular with reference to [fig.3].
[0056] L'arbre d’entraînement 12 se prolonge au-delà du palier avant 38, pour porter un organe de transmission de mouvement 60 sous la forme d'une poulie fixée, ici à l'aide d'un écrou non référencé, sur l'arbre d’entraînement 12 à l'extérieur dudit palier avantThe drive shaft 12 extends beyond the front bearing 38, to carry a movement transmission member 60 in the form of a fixed pulley, here using a nut not referenced, on the drive shaft 12 outside said front bearing
38. Cet organe de transmission de mouvement 60, solidaire en rotation de l'arbre d’entraînement 12, est destiné à coopérer avec une courroie (non représentée), ou tout autre type de transmission, par laquelle le moteur thermique du véhicule automobile entraîne l'arbre d’entraînement 12 et l'ensemble du rotor 14 lorsque la machine électrique tournante 10 fonctionne en mode générateur.38. This movement transmission member 60, integral in rotation with the drive shaft 12, is intended to cooperate with a belt (not shown), or any other type of transmission, by which the heat engine of the motor vehicle drives the drive shaft 12 and the rotor assembly 14 when the rotary electrical machine 10 operates in generator mode.
[0057] Inversement, cet organe de transmission de mouvement 60 et la courroie qui lui est associée permettent aussi à la machine électrique tournante 10 d'entraîner le moteur thermique du véhicule, lorsque ladite machine électrique tournante 10 fonctionne en mode moteur électrique, notamment pour démarrer le moteur du véhicule.Conversely, this movement transmission member 60 and the belt associated therewith also allow the rotating electrical machine 10 to drive the vehicle's heat engine, when said rotating electrical machine 10 operates in electric motor mode, in particular for start the vehicle engine.
[0058] Le capteur 19 fixe est disposé à proximité de la cible magnétique 20 et coopère avec celle-ci pour la lecture de la cible magnétique 20. Un entrefer radial existe entre la périphérie externe de la cible magnétique 20 et ce capteur 19. La lecture de la cible magnétique 20 est donc radiale, c’est-à-dire selon le vecteur T, dans ce premier mode de réalisation.The fixed sensor 19 is disposed near the magnetic target 20 and cooperates with it for reading the magnetic target 20. A radial air gap exists between the outer periphery of the magnetic target 20 and this sensor 19. The Reading of the magnetic target 20 is therefore radial, that is to say according to the vector T, in this first embodiment.
[0059] Sous l’effet de la rotation de la cible magnétique 20 conjointement avec l’arbre d’entraînement 12, le champ magnétique reçu par chaque capteur 19 varie. Les capteurs 19 sont reliés à un dispositif électronique de gestion et de commande, ici non représenté, et ils transmettent à celui-ci des signaux qui sont fonctions des champs magnétiques reçus, ce dispositif traitant lesdits signaux pour en déduire la position angulaire du rotor 14 et pour en déduire une instruction de commande d’alimentation électrique des bobinages du stator 16.Under the effect of the rotation of the magnetic target 20 together with the drive shaft 12, the magnetic field received by each sensor 19 varies. The sensors 19 are connected to an electronic management and control device, not shown here, and they transmit to the latter signals which are functions of the magnetic fields received, this device processing said signals to deduce therefrom the angular position of the rotor 14 and to deduce therefrom an instruction for controlling the electrical supply of the windings of the stator 16.
[0060] La [fig.2] est une vue en perspective d’une partie d’une machine électrique tournante selon l’invention, notamment du rotor 14 monté en rotation autour de l’arbre d’entraînement 12 et des ventilateurs 48 et 50 disposés à chacune des extrémités axiales du rotor 14.[Fig.2] is a perspective view of part of a rotary electric machine according to the invention, in particular of the rotor 14 rotatably mounted around the drive shaft 12 and the fans 48 and 50 arranged at each of the axial ends of the rotor 14.
[0061] Les deux roues polaires 24 sont positionnées en regard l’une de l’autre. Le ventilateur avant 48 est positionné au niveau de l’extrémité avant 302 du rotor 14, tandis que le ventilateur arrière 50 est positionné au niveau de l’extrémité arrière 300 du rotor 14.The two pole wheels 24 are positioned opposite one another. The front fan 48 is positioned at the front end 302 of the rotor 14, while the rear fan 50 is positioned at the rear end 300 of the rotor 14.
[0062] Dans la suite de la description, seules les caractéristiques du ventilateur arrière 50 intégrant la cible magnétique 20, considéré comme objet de l’invention, seront détaillées, en se référant plus particulièrement aux figures 2 à 7. On ne sortira pas du cadre de l’invention en inversant les ventilateurs avant et arrière. On comprendra donc que le support de cible 22 peut être intégré de manière similaire au ventilateur avant 48.In the following description, only the characteristics of the rear fan 50 incorporating the magnetic target 20, considered as object of the invention, will be detailed, with particular reference to Figures 2 to 7. We will not leave the part of the invention by reversing the front and rear fans. It will therefore be understood that the target support 22 can be integrated similarly to the front fan 48.
[0063] Le ventilateur 50 présente une forme de révolution autour d’un axe de révolution qui est confondu avec l’axe de rotation de la machine électrique tournante du rotor lorsque la machine électrique tournante est assemblée. Le ventilateur 50 comprend une paroi transversale 100, visible en [fig.3], sensiblement plane, apte à être disposée en travers de l’axe de révolution. On peut définir une face interne de la paroi transversale, tournée vers les roues polaires 24, et une face externe de cette paroi transversale, tournée à l’opposé vers les roulements respectifs 54.The fan 50 has a form of revolution around an axis of revolution which coincides with the axis of rotation of the rotary electric machine of the rotor when the rotary electric machine is assembled. The fan 50 comprises a transverse wall 100, visible in [fig.3], substantially planar, able to be placed across the axis of revolution. An internal face of the transverse wall can be defined, facing the pole wheels 24, and an external face of this transverse wall, facing away from the respective bearings 54.
[0064] La paroi transversale 100 comprend une portion périphérique 102, une portion centrale 104 et une portion intermédiaire 106 agencée entre la portion périphérique et la portion centrale. Tel que cela a pu être précisé, la portion périphérique 102 est définie en ce qu’elle comporte les pales permettant par leur rotation l’évacuation radiale de chaleur, et il convient de noter que la portion intermédiaire 106 est définie en ce que c’est dans cette portion de la paroi transversale qu’est intégré le support de cible 22.The transverse wall 100 includes a peripheral portion 102, a central portion 104 and an intermediate portion 106 arranged between the peripheral portion and the central portion. As may have been specified, the peripheral portion 102 is defined in that it comprises the blades allowing, by their rotation, the radial evacuation of heat, and it should be noted that the intermediate portion 106 is defined in that it it is in this portion of the transverse wall that the target support 22 is integrated.
[0065] Le support de cible 22 comporte au moins une paroi 108 qui s’étend perpendiculairement à la paroi transversale 100, suivant l’axe vertical V de la machine électrique tournante. La paroi 108 du support de cible 22 présente une face intérieure 110 en regard du centre du ventilateur et de l’arbre d’entraînement 12 et une face extérieure 112, opposée à la face intérieure 110 et tournée vers la portion périphérique 102.The target support 22 includes at least one wall 108 which extends perpendicular to the transverse wall 100, along the vertical axis V of the rotary electric machine. The wall 108 of the target support 22 has an inner face 110 facing the center of the fan and the drive shaft 12 and an outer face 112, opposite the inner face 110 and facing the peripheral portion 102.
[0066] Dans l’exemple illustré sur les [fig.2] et [Figure 3], la cible magnétique 20 est plaquée contre la face extérieure 112 du support de cible 22.In the example illustrated in [fig.2] and [Figure 3], the magnetic target 20 is pressed against the outer face 112 of the target support 22.
[0067] La cible magnétique 20 est formée par un aimant permanent ou plasto-aimant présentant la forme d’un anneau continu ou discontinu. L’aimant permanent présente une alternance de pôles magnétiques nord/sud. L’anneau formant la cible magnétique 20 présente un axe parallèle à l’axe de révolution du ventilateur 50 et confondu avec ce même axe.The magnetic target 20 is formed by a permanent magnet or plasto-magnet having the shape of a continuous or discontinuous ring. The permanent magnet has alternating north / south magnetic poles. The ring forming the magnetic target 20 has an axis parallel to the axis of revolution of the fan 50 and coincides with this same axis.
[0068] Dans l’exemple illustré sur la [fig.2], et plus particulièrement visible sur la [Figure 3], la paroi 108 formant le support de cible est disposée à égale distance des pales 51 formées sur la portion périphérique 102 et de la bague extérieure 58 du roulement à billes arrière 54. De la sorte, un dégagement suffisant est laissé pour le passage de la tête du capteur 19 du dispositif de détection de position angulaire. Alternativement, la paroi 108 formant le support de cible pourrait ne pas être disposée à égale distance des pales 51 formées sur la portion périphérique 102 et de la bague extérieure 58 du roulement à billes arrière 54 tout en laissant un dégagement suffisant pour le passage de la tête du capteur 19. Une tête de capteur a été représentée schématiquement sur la [Figure 3] pour rendre visible un agencement particulier, facile à mettre en œuvre pour des questions d’encombrement, en ce que la tête de capteur 19 est disposée entre la paroi annulaire 108 formant le support de cible et les pales 51 du ventilateur 50. Dans cet agencement, la cible est disposée sur la face extérieure 112 du support de cible.In the example illustrated in [fig.2], and more particularly visible in [Figure 3], the wall 108 forming the target support is disposed at equal distance from the blades 51 formed on the peripheral portion 102 and of the outer ring 58 of the rear ball bearing 54. In this way, sufficient clearance is left for the passage of the head of the sensor 19 of the angular position detection device. Alternatively, the wall 108 forming the target support may not be disposed at equal distance from the blades 51 formed on the peripheral portion 102 and from the outer ring 58 of the rear ball bearing 54 while leaving sufficient clearance for the passage of the sensor head 19. A sensor head has been shown schematically in [Figure 3] to make visible a particular arrangement, easy to implement for reasons of space, in that the sensor head 19 is disposed between the annular wall 108 forming the target support and the blades 51 of the fan 50. In this arrangement, the target is arranged on the external face 112 of the target support.
[0069] Dans l’exemple illustré, la portion périphérique 102 comprend des pattes 52 s’étendant en saillie de la face interne de la paroi transversale du ventilateur. Ces pattes sont configurées pour s’insérer, tel qu’illustré sur la [fig.2], entre deux griffes 30 voisines de la roue polaire disposée au plus près du ventilateur arrière 50. De la sorte, les pattes 52 forment un dispositif de blocage en rotation du ventilateur.In the example illustrated, the peripheral portion 102 includes lugs 52 projecting from the internal face of the transverse wall of the fan. These lugs are configured to be inserted, as illustrated in [fig.2], between two claws 30 adjacent to the pole wheel disposed closest to the rear fan 50. In this way, the lugs 52 form a device for fan rotation lock.
[0070] La portion centrale 104, présentant une ouverture dimensionnée pour permettre le montage du ventilateur autour de l’arbre d’entraînement 12 solidaire du rotor, sera décrite plus en détails ci-après, plus particulièrement en référence à la [fig.3].The central portion 104, having an opening dimensioned to allow the mounting of the fan around the drive shaft 12 secured to the rotor, will be described in more detail below, more particularly with reference to [fig.3 ].
[0071] Le support de cible 22 est réalisé d’un seul tenant avec la paroi transversale 100, et notamment dans un matériau moulable comme de l’aluminium ou un plastique ou composite à injecter.The target support 22 is made in one piece with the transverse wall 100, and in particular in a moldable material such as aluminum or a plastic or composite to be injected.
[0072] La [fig.3] illustre une vue d’un ventilateur arrière 50 de la machine électrique tournante qui permet de détailler plus encore la structure du ventilateur arrière 50 et de son support de cible 22 intégré. Notamment, la [Figure 3] permet de rendre visible l’agencement de la portion intermédiaire 106 et celui de la portion centrale 104.[Fig. 3] illustrates a view of a rear fan 50 of the rotating electrical machine which allows to detail in more detail the structure of the rear fan 50 and its integrated target support 22. In particular, [Figure 3] makes it possible to make visible the arrangement of the intermediate portion 106 and that of the central portion 104.
[0073] Dans cet exemple, le support de cible 22 s’étend en saillie de la paroi transversale 100 au niveau de la portion intermédiaire 106, qui présente au niveau d’une zone de jonction entre le support de cible et la paroi transversale une surépaisseur 114. Par surépaisseur, on comprend que l’épaisseur moyenne de la paroi transversale dans la portion intermédiaire 106 est supérieure à l’épaisseur moyenne de la paroi transversale dans son intégralité. L’épaisseur consiste en la dimension de la paroi transversale suivant l’axe de révolution V du ventilateur.In this example, the target support 22 extends projecting from the transverse wall 100 at the intermediate portion 106, which has at a junction zone between the target support and the transverse wall a extra thickness 114. By extra thickness, it is understood that the average thickness of the transverse wall in the intermediate portion 106 is greater than the average thickness of the transverse wall in its entirety. The thickness consists of the dimension of the transverse wall along the axis of revolution V of the fan.
[0074] La surépaisseur 114 forme une base au support de cible et permet de diminuer les risques de déformation du support de cible lorsque le ventilateur arrière 50 est soumis à des contraintes lors du fonctionnement de la machine électrique tournante. Le support de cible 22 prolonge axialement la surépaisseur 114 de manière à générer un épaulement 116 sur lequel vient se positionner la cible magnétique 20. Tel que visible sur la [fig.3], l’épaulement 116 forme une surface plane s’étendant parallèlement à un axe transversal T du ventilateur arrière 50. L’épaulement 116 permet une meilleure stabilité de la cible magnétique 20 en agissant comme support d’appui suivant la direction verticale V, lorsque la cible magnétique 20 est positionnée contre le support de cible 22.The extra thickness 114 forms a base for the target support and makes it possible to reduce the risks of deformation of the target support when the rear fan 50 is subjected to stresses during the operation of the rotating electric machine. The target support 22 axially extends the extra thickness 114 so as to generate a shoulder 116 on which the magnetic target 20 is positioned. As can be seen in [fig.3], the shoulder 116 forms a flat surface extending parallel to a transverse axis T of the rear fan 50. The shoulder 116 allows better stability of the magnetic target 20 by acting as a support for support in the vertical direction V, when the magnetic target 20 is positioned against the target support 22.
[0075] La portion centrale 104 s’étend dans le prolongement de la portion intermédiaire 106, et lorsque le ventilateur est monté sur le rotor, cette portion centrale est destinée à entourer l’arbre d’entraînement 12 solidaire en rotation du rotor. La portion centrale 104 intègre un alésage qui entoure l’arbre d’entraînement 12 préférentiellement suivant un montage serré. On entend par montage serré qu’un diamètre Dl de l’alésage de la portion centrale 104 est sensiblement égal à un diamètre D2 de l’arbre d’entraînement 12. Ce montage serré du ventilateur arrière 50 autour de l’arbre d’entraînement 12 permet au support de cible 22 et donc à la cible magnétique 20 d’être toujours centré dans le dispositif de machine électrique tournante et ainsi d’obtenir une lecture optimale de la position angulaire du rotor, en s’assurant que la distance entre la cible magnétique 20 et le capteur 19 est constante quelle que soit la position angulaire de la cible magnétique 20.The central portion 104 extends in the extension of the intermediate portion 106, and when the fan is mounted on the rotor, this central portion is intended to surround the drive shaft 12 integral in rotation with the rotor. The central portion 104 incorporates a bore which surrounds the drive shaft 12 preferably in a tight assembly. By tight fitting is meant that a diameter Dl of the bore of the central portion 104 is substantially equal to a diameter D2 of the drive shaft 12. This tight fitting of the rear fan 50 around the drive shaft 12 allows the target support 22 and therefore the magnetic target 20 to be always centered in the rotating electrical machine device and thus to obtain an optimal reading of the angular position of the rotor, while ensuring that the distance between the magnetic target 20 and the sensor 19 is constant whatever the angular position of the magnetic target 20.
[0076] La portion centrale 104 comprend un bord d’extrémité distale 118, dans le prolongement direct de la surépaisseur 114 de la portion intermédiaire 106, et un bord d’extrémité proximale 120 agencé au plus proche de l’arbre d’entraînement 12.The central portion 104 comprises a distal end edge 118, in direct extension of the extra thickness 114 of the intermediate portion 106, and a proximal end edge 120 arranged closest to the drive shaft 12 .
[0077] Dans cet exemple, la portion centrale 104 présente un profil incliné suivant l’axe de révolution V du ventilateur. On entend par profil incliné que le bord d’extrémité proximale 120 de la portion centrale 104 s’étend dans un plan décalé suivant l’axe de révolution V du ventilateur par rapport au plan dans lequel s’étend le bord d’extrémité distale 118 de cette portion centrale 104. Plus particulièrement, tel qu’illustré sur la [fig.3], la portion centrale du ventilateur est telle qu’elle forme un bossage du côté de la face externe de la paroi transversale.In this example, the central portion 104 has an inclined profile along the axis of revolution V of the fan. By inclined profile is meant that the proximal end edge 120 of the central portion 104 extends in a plane offset along the axis of revolution V of the ventilator relative to the plane in which the distal end edge 118 extends. of this central portion 104. More particularly, as illustrated in [fig.3], the central portion of the fan is such that it forms a boss on the side of the external face of the transverse wall.
[0078] Dans l’exemple illustré, la portion centrale 104 présente un profil en escalier, avec une alternance de portions planes 122 et de portions inclinées 124. Les portions planes 122 sont des portions de la portion centrale 104 qui s’étendent parallèlement au plan transversal dans lequel s’étend principalement la paroi transversale du ventilateur arrière 50. Les portions inclinées 124 sont des portions de la portion centrale 104 qui s’étendent dans un plan incliné suivant l’axe de révolution V du ventilateur en reliant deux à deux les portions planes 122.In the example illustrated, the central portion 104 has a stepped profile, with alternating flat portions 122 and inclined portions 124. The flat portions 122 are portions of the central portion 104 which extend parallel to the transverse plane in which the transverse wall of the rear fan 50 mainly extends. The inclined portions 124 are portions of the central portion 104 which extend in an inclined plane along the axis of revolution V of the fan by connecting two by two the flat portions 122.
[0079] La bague intérieure 59 du roulement arrière 54 vient en appui sur la portion plane 122 agencée au plus près de l’arbre d’entraînement 12. On assure ainsi une butée axiale au roulement arrière 48 et l’on assure en outre le maintien du ventilateur arrière 50 sur l’extrémité arrière 300 du rotor 14. On comprend que la portion centrale 104 du ventilateur est configurée de sorte que le bord d’extrémité proximale 120 présente une forme de portion plane 122 afin que la zone d’appui entre la portion centrale 104 et le roulement à billes arrière 54 soit optimale. Cette fixation du ventilateur par pincement entre la roue polaire et le roulement permet d’une part de centrer le ventilateur directement sur l’arbre d’entraînement ce qui améliore la précision de la position de la cible et donc de la mesure de position et d’autre part de s’affranchir des étapes de soudage ou de vissage du ventilateur sur la roue polaire.The inner ring 59 of the rear bearing 54 comes to bear on the flat portion 122 arranged as close as possible to the drive shaft 12. This thus provides an axial stop for the rear bearing 48 and it also provides the holding the rear fan 50 on the rear end 300 of the rotor 14. It is understood that the central portion 104 of the fan is configured so that the proximal end edge 120 has the shape of a flat portion 122 so that the support zone between the central portion 104 and the rear ball bearing 54 is optimal. This fixing of the fan by pinching between the pole wheel and the bearing makes it possible, on the one hand, to center the fan directly on the drive shaft, which improves the precision of the position of the target and therefore of the measurement of position and d on the other hand, bypassing the steps of welding or screwing the fan onto the pole wheel.
[0080] La [fig.4] illustre un autre exemple de ventilateur 50 où la cible magnétique 20 est également disposée sur la face extérieure 112 du support de cible. Dans cet exemple, la portion intermédiaire 106 ne présente pas de surépaisseur 114 et la portion centrale 104 est confondue avec la portion intermédiaire 106.[Fig.4] illustrates another example of a fan 50 where the magnetic target 20 is also arranged on the outer face 112 of the target support. In this example, the intermediate portion 106 does not have any additional thickness 114 and the central portion 104 is merged with the intermediate portion 106.
[0081] Il convient de noter que la description qui précède vise à protéger un ventilateur et une machine électrique tournante tels que le support de cible est intégré dans la matière du ventilateur. On pourra dans ce contexte prévoir des variantes de réalisation sans sortir du contexte de l’invention. Notamment, on pourra prévoir que le support de cible 22 comporte une unique paroi annulaire tel que précédemment décrit mais avec une cible magnétique 20 qui est plaquée contre une face intérieure 110 du support de cible 22, si la position de la tête de capteur le permet ou l’impose, tel que cela est représenté sur la [fig.5].It should be noted that the above description aims to protect a fan and a rotating electric machine such that the target support is integrated in the material of the fan. In this context, it is possible to provide alternative embodiments without departing from the context of the invention. In particular, provision may be made for the target support 22 to have a single annular wall as previously described, but with a magnetic target 20 which is pressed against an inner face 110 of the target support 22, if the position of the sensor head so permits. or impose it, as shown in [fig.5].
[0082] Dans l’exemple de la [fig.5], la portion centrale 104 du ventilateur 50 présente une portion plane au niveau de son bord d’extrémité distale 118 et une portion en forme de collerette au niveau de son bord d’extrémité proximale 120.In the example of [fig.5], the central portion 104 of the fan 50 has a flat portion at its distal end edge 118 and a flange-shaped portion at its edge proximal end 120.
[0083] De plus dans cet exemple, la portion intermédiaire 106 ne présente pas de surépaisseur 114.In addition in this example, the intermediate portion 106 does not have any additional thickness 114.
[0084] Toujours dans cet exemple, les pales 51 s’étendent à partir de la paroi 108 et plus précisément à partir de la face extérieure 112 de ladite paroi.Still in this example, the blades 51 extend from the wall 108 and more precisely from the outer face 112 of said wall.
[0085] Les [fig.6] et [Ligure 7] illustrent des exemple d’une variante de réalisation de l’invention, qui diffère de ce qui précède dans la forme du support de cible et dans l’agencement qui en résulte de la cible magnétique 20.[Fig.6] and [Ligure 7] illustrate examples of an alternative embodiment of the invention, which differs from the above in the form of the target support and in the arrangement which results from the magnetic target 20.
[0086] Ici, le support de cible 22 comprend deux parois 108 en forme de couronnes annulaires concentriques. Ces deux parois 108 présentent chacune un axe confondu avec l’axe de révolution du ventilateur. Un dégagement est ménagé entre les deux parois et la cible magnétique 20 est alors positionnée entre les deux parois 108 du support de cible 22. La lecture de la cible magnétique 20 s’effectue donc axialement par le dessous, c’est-à-dire la partie visible de la cible magnétique une fois agencée entre les deux couronnes annulaires. Sur la [fig.6], on a représenté en traits pointillés la tête de capteur permettant cette lecture axiale, étant entendu que le choix de l’une ou l’autre des réalisations des figures peut notamment être réalisé en fonction de l’encombrement de la machine électrique tournante et de la possibilité de réaliser une lecture axiale ou une lecture radiale.Here, the target support 22 comprises two walls 108 in the form of concentric annular rings. These two walls 108 each have an axis coincident with the axis of revolution of the fan. A clearance is provided between the two walls and the magnetic target 20 is then positioned between the two walls 108 of the target support 22. The reading of the magnetic target 20 is therefore carried out axially from below, that is to say the visible part of the magnetic target once arranged between the two annular rings. In [fig.6], there is shown in dotted lines the sensor head allowing this axial reading, it being understood that the choice of one or the other of the embodiments of the figures can in particular be made according to the size of the rotating electric machine and the possibility of carrying out an axial reading or a radial reading.
[0087] Sur l’exemple de la [fig.7], la portion centrale 104 est plane, c’est-à-dire que le bord d’extrémité distale 118 et le bord d’extrémité proximale 120 sont disposés dans un même plan transversal.In the example of [fig.7], the central portion 104 is planar, that is to say that the distal end edge 118 and the proximal end edge 120 are arranged in the same transverse plane.
[0088] L’invention telle qu’elle vient d’être décrite permet d’assurer une mesure fiable de la position angulaire du rotor en positionnant de manière fiable la cible magnétique formant partie du dispositif de détection de position angulaire. Le fait que le support de cible soit issu de la matière du ventilateur, et forme de la sorte avec le reste du ventilateur un ensemble monobloc, permet de réduire les jeux d’assemblage de la cible magnétique par rapport à la position théorique de la tête de capteur formant l’autre partie du dispositif de détection de position angulaire. Cela permet également de simplifier le procédé d’assemblage qui présente alors une seule et même étape d’assemblage pour le ventilateur et la cible. De plus, cela permet de faciliter les modifications dimensionnelles de la cible en fonction des différentes applications des machines par rapport à une cible de l’art antérieur montée sur le roulement. Cela permet également de standardiser les roulements et donc de réduire le coût de fabrication du rotor.The invention as just described makes it possible to provide a reliable measurement of the angular position of the rotor by reliably positioning the magnetic target forming part of the angular position detection device. The fact that the target support comes from the material of the fan, and thus forms with the rest of the fan a one-piece assembly, makes it possible to reduce the assembly clearance of the magnetic target compared to the theoretical position of the head sensor forming the other part of the angular position detection device. This also simplifies the assembly process which then presents a single assembly step for the fan and the target. In addition, this makes it possible to facilitate the dimensional modifications of the target according to the different applications of the machines compared to a target of the prior art mounted on the bearing. This also makes it possible to standardize the bearings and therefore to reduce the manufacturing cost of the rotor.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1873660A FR3091070A1 (en) | 2018-12-20 | 2018-12-20 | Magnetic target support for rotating electric machine |
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| FR1873660A FR3091070A1 (en) | 2018-12-20 | 2018-12-20 | Magnetic target support for rotating electric machine |
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| Publication Number | Publication Date |
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| FR3091070A1 true FR3091070A1 (en) | 2020-06-26 |
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ID=67107571
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| FR1873660A Withdrawn FR3091070A1 (en) | 2018-12-20 | 2018-12-20 | Magnetic target support for rotating electric machine |
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| FR (1) | FR3091070A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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