FR3113764A1

FR3113764A1 - Un support d’enroulements pour un composant magnétique d’un ensemble électrique

Info

Publication number: FR3113764A1
Application number: FR2008809A
Authority: FR
Inventors: Boris Bouchez; Stéphane Fontaine; Yannick Sohier
Original assignee: Valeo Siemens eAutomotive Norway AS
Current assignee: Valeo eAutomotive France SAS
Priority date: 2020-08-31
Filing date: 2020-08-31
Publication date: 2022-03-04
Anticipated expiration: 2040-08-31
Also published as: EP4205151A1; WO2022043502A1; US20230317338A1; CN116368586A; FR3113764B1

Abstract

L’invention concerne un support d'enroulements (61) comprenant un tube (618) destiné à recevoir une des jambes (31, 32, 33) d’un noyau ferromagnétique (30) d’un composant magnétique (300), de manière que des demi-jambes de ladite jambe sont en vis-à-vis dans le tube (618), le composant magnétique (300) comprenant en outre des enroulements (510, 520) qui correspondent à ladite jambe et qui sont enroulés sur le tube (618). Ledit support d'enroulements comprend une excroissance de calage (83) et au moins un muret d’éloignement (85). L’excroissance de calage (83) est formée sur une surface interne du tube (618), de sorte à définir un entrefer entre lesdites demi-jambes en vis-à-vis. L’au moins un muret d’éloignement (85), formé en vis-à-vis de l’excroissance de calage (83) et sur une surface externe dudit tube (618), est configuré pour éloigner au moins un des enroulements (510, 520) dudit entrefer. Figure de l’abrégé : Figure 8

Description

Un support d’enroulements pour un composant magnétique d’un ensemble électrique

DOMAINE TECHNIQUE ET OBJET DE L’INVENTION

La présente invention concerne le domaine des équipements électriques et des composants magnétiques, notamment pour véhicule.

Plus précisément, la présente invention vise des supports d'enroulement pour des composants magnétiques, notamment pour des transformateurs électriques, permettant de garantir des entrefers de noyaux ferromagnétiques et configurés pour minimiser les perturbations électromagnétiques.

ETAT DE LA TECHNIQUE

De nombreux systèmes, notamment des véhicules électriques ou hybrides, comprennent des équipements électriques et des composants magnétiques tel qu’un transformateur électrique permettant le transfert d’énergie électrique d’un circuit primaire à un circuit secondaire.

Comme cela est connu, dans un transformateur électrique, on utilise un noyau magnétique et des enroulements dans lesquels circule un courant électrique qui génère un champ magnétique permettant le transfert d’énergie électrique du circuit primaire au circuit secondaire. Plus précisément, dans un transformateur électrique, en particulier dans un convertisseur de puissance à inductance magnétisante ou dans un convertisseur de puissance résonnant, on a un enroulement primaire et un ou plusieurs enroulements secondaires, enroulés autour d’un noyau magnétique, entre lesquels est transférée de l’énergie électrique.

Un transformateur électrique pour un véhicule électrique ou hybride comprend en général deux jambes dont chacune est composée d’une partie du noyau magnétique avec des enroulements. Néanmoins, vu la grande plage de densité de puissance, par exemple la plage comprise entre 7 kW et 22 kW, il est prévu d’un transformateur comprenant trois ou même plus de jambes afin de s’adapter à l’exigence de la densité de puissance élevée.

Il n’existe toutefois très peu de produits transformateurs à trois jambes, comme le transformateur 3 à trois jambes illustré sur la , pour véhicule électrique ou hybride. Le transformateur 3 est un transformateur électrique triphasé comprenant un noyau ferromagnétique 30 et ses trois jambes comprenant une jambe intérieure 32 et deux jambes latérales 31, 33. Sur chacune des jambes 31, 32, 33, un enroulement primaire 510 et un enroulement secondaire 520 sont enroulés sur de différentes portions de la jambe 31, 32 ou 33. On connaît notamment des demi-noyaux ferromagnétiques 30a et 30b en forme E, comme représenté sur la .

Les enroulements primaires 510 sont enroulés sur le demi-noyau ferromagnétique 30a, et les enroulements secondaires 520 sont enroulés sur le demi-noyau ferromagnétique 30b. Le noyau ferromagnétique 30 avec les enroulements primaires 510 et secondaires 520 sont logés dans un radiateur faisant partie d’un châssis généralement constitué d’un matériau présentant une bonne conductivité thermique, adaptée pour dissiper de la chaleur produite par ledit transformateur 3.

Chacune des trois jambes 31, 32, 33 est formée de deux demi-jambes dont une fait partie du premier demi-noyau ferromagnétique 30a et l’autre fait partie du deuxième demi-noyau ferromagnétique 30b. Les deux demi-jambes de la jambe 31, 32, ou 33 sont en vis-à-vis séparées par un entrefer (« air gap » en anglais) 801 qui est un espace entre les deux demi-jambes, comme illustré en . L’entrefer 801 permet, en aplatissant la courbe d'hystérésis et en diminuant la perméabilité du noyau ferromagnétique 30, une meilleure gestion de l'énergie.

Pour le transformateur triphasé 3, les trois entrefers sur les trois jambes 31, 32, 33 devraient être identiques, quel que soit si les longueurs des demi-jambes des jambes 31, 32, 33 sont identiques. Dans un exemple où les deux demi-jambes de la jambe intérieure 32 sont plus courtes que celles des jambes latérales 31 et 33 qui présentent la même longueur, la distance entre les deux demi-jambes de la jambe intérieure 32 peut être supérieure à celle entre deux demi-jambes de la jambe latérale 31 ou 33. Il n’est néanmoins pas souhaité que l’entrefer sur jambe intérieure 32 est supérieur à celui sur la jambe latérale 31 ou 33.

Afin de garantir que l’entrefer sur la jambe intérieure 32 est identique à celui sur la jambe latérale 31 ou 33, une plaque d’épaisseur additionnelle peut être ajoutée à une des deux demi-jambes de la jambe intérieure 32. La plaque d’épaisseur additionnelle est en matériau tel que le plastique, l’époxy, et la céramique, etc.

Néanmoins, l’ajout de la plaque d’épaisseur additionnelle pourrait compliquer la fabrication et/ou le processus d’assemblage du composant magnétique. De plus, cet ajout ne garantit pas nécessairement la formation des entrefers identiques sur les jambes du noyau ferromagnétique 30. De plus, les enroulements enroulés sur la jambe 31, 32 ou 33 du noyau ferromagnétique 30 peuvent être trop près de l’entrefer, ce qui conduirait à des pertes magnétiques par effet de frange (en anglais « fringing effect losses »).

Dans ce contexte, la présente invention vise donc une solution pour former de manière simple, en termes de la fabrication et/ou de processus d’assemblage du composant magnétique et de l’ensemble électrique, des entrefers identiques sur les jambes du noyau ferromagnétique. De plus, l’invention vise également une solution permettant de réduire des pertes magnétiques générées si les enroulements enroulés sur les supports d’enroulements ne sont pas suffisamment à distance des entrefers.

PRESENTATION GENERALE DE L’INVENTION

A cette fin, la présente invention vise un support d'enroulements comprenant un tube destiné à recevoir une des jambes d’un noyau ferromagnétique d’un composant magnétique, de manière que des demi-jambes de ladite jambe sont en vis-à-vis dans le tube, le composant magnétique comprenant en outre des enroulements qui correspondent à ladite jambe et qui sont enroulés sur le tube. Ledit support d'enroulements comprend une excroissance de calage et au moins un muret d’éloignement. L’excroissance de calage est formée sur une surface interne du tube, de sorte à définir un entrefer entre lesdites demi-jambes en vis-à-vis. L’au moins un muret d’éloignement, formé en vis-à-vis de l’excroissance de calage et sur une surface externe dudit tube, est configuré pour éloigner au moins un des enroulements dudit entrefer.

L’invention permet ainsi de former, de manière simple en termes de la fabrication et/ou de processus d’assemblage du composant magnétique et de l’ensemble électrique, des entrefers identiques sur les jambes du noyau ferromagnétique. Les supports d'enroulements selon l’invention permettent de garantir l’insertion des demi-jambes dans les tubes des supports d'enroulements, et de centrer les entrefers par rapport aux enroulements enroulés sur lesdits tubes. De plus, l’invention permet également de réduire des pertes magnétiques générées si les enroulements enroulés sur les supports d’enroulements ne sont pas suffisamment loin des entrefers.

Avantageusement, l’excroissance de calage, présentant une épaisseur parallèle à un axe longitudinal dudit tube, est formée de manière orthogonale à ladite surface interne du tube ; la dimension dudit entrefer étant définie en fonction de l’épaisseur de l’excroissance de calage.

De manière préférentielle, une section de l’excroissance de calage, étant transverse à l'axe longitudinal dudit tube, présente une forme d’anneau ; ladite hauteur étant perpendiculaire à ladite surface interne du tube.

De façon avantageuse, le support d'enroulements comprend une cavité de réception défini par l’excroissance de calage pour qu’une colle utilisée lors de la fabrication du composant magnétique puisse se répandre dans ladite cavité de réception ; ladite cavité de réception étant un espace entre des portions de l’excroissance de calage en vis-à-vis.

Préférentiellement, l’au moins un muret d’éloignement, présentant une épaisseur parallèle à l’axe longitudinal dudit tube, est formé de manière perpendiculaire à la surface externe du tube.

Avantageusement, une section de l’au moins un muret d’éloignement, étant transverse à l'axe longitudinal dudit tube, présente une forme d’anneau.

De manière préférentielle, l’épaisseur de l’excroissance de calage et/ou l’épaisseur de l’au moins un muret d’éloignement sont uniformes.

De façon avantageuse, l’excroissance de calage et/ou l’au moins un muret d’éloignement sont formés au niveau d’une plaque intermédiaire ; ladite plaque intermédiaire séparant les enroulements enroulés sur le tube du support d’enroulements.

Préférentiellement, l’excroissance de calage et/ou l’au moins un muret d’éloignement sont issus de matière du support d'enroulements.

Avantageusement, le support d'enroulements est d’un seul tenant fabriqué par moulage.

De manière préférentielle, le support d'enroulements est en matériau plastique.

De façon avantageuse, le support d'enroulements est configuré pour être logé dans une cavité d’un châssis comprenant des remontées mécaniques, de façon à ce que lesdites remontées mécaniques se trouvent placées dans un espacement entre deux jambes adjacentes du noyau ferromagnétique.

L’invention concerne également un ensemble électrique comprenant un composant magnétique et des supports d'enroulements, lesdits supports d'enroulements comprenant chacun un tube configuré pour recevoir des demi-jambes d’une de plusieurs jambes d’un noyau ferromagnétique dudit composant magnétique ; pour chacune desdites jambes, le composant magnétique comprenant en outre des enroulements qui correspondent à ladite jambe et qui sont enroulés sur le tube dans lequel les demi-jambes de la jambe sont en vis-à-vis. Chacun des supports d'enroulements dudit ensemble électrique comprend une excroissance de calage et au moins un muret d’éloignement. L’excroissance de calage est formée sur une surface interne du tube, de sorte à définir un entrefer entre deux demi-jambes de la jambe en vis-à-vis. Ledit au moins un muret d’éloignement, formé en vis-à-vis de l’excroissance de calage et sur une surface externe dudit tube, est configuré pour éloigner au moins un des enroulements dudit entrefer.

Avantageusement, le composant magnétique présente des entrefers respectivement définis par un des supports d'enroulements, les entrefers étant identiques sur les jambes du noyau ferromagnétique.

De manière préférentielle, l’ensemble électrique comprend un châssis et des remontées mécaniques. Ledit châssis comprend une cavité dans laquelle les supports d'enroulements ainsi que le composant magnétique sont logés. Les remontées mécaniques sont placées dans un espacement entre deux jambes adjacentes du noyau ferromagnétique, de sorte à uniformiser la dissipation de la chaleur générée lors du fonctionnement du composant magnétique.

L’invention concerne en outre un équipement électrique comprenant un ensemble électrique décrit ci-dessus.

PRESENTATION DES FIGURES

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, et se référant aux dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquels des références identiques sont données à des objets semblables et sur lesquels :

: la est une représentation schématique d’un transformateur électrique à trois jambes connu ;

: la illustre un ensemble électrique comprenant un transformateur électrique à trois jambes logé dans un châssis, selon un mode de réalisation de l’invention ;

: la illustre, sans présence des enroulements d’une branche du composant magnétique, l’ensemble électrique selon un mode de réalisation de l’invention ;

: la illustre, sans présence du composant magnétique, le châssis comprenant des remontées mécaniques, selon un mode de réalisation de l’invention ;

: la illustre un support d'enroulements selon un mode de réalisation de l’invention ;

: la illustre le support d'enroulements selon une perspective différente de celle de la ;

: la illustre le support d'enroulements selon une perspective différente de celles des figures 5 et 6 ;

: la illustre la coupe transversale A-A du support d'enroulements de la ;

: la illustre, selon une perspective différente de celle de la , la coupe transversale A-A du support d'enroulements.

Il faut 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.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION

Les et 3 illustrent un ensemble électrique 10 selon un mode de réalisation de l’invention. L’ensemble électrique 10 comprend un composant magnétique 300 et un châssis 7 configuré pour recevoir le composant magnétique 300.

L’ensemble électrique 10 et ses éléments sont notamment prévus pour un véhicule électrique ou hybride. L’ensemble électrique 10 selon l’invention est ainsi par exemple destiné à être intégré dans un équipement électrique tel qu’un module de puissance électronique du véhicule. Le module de puissance électronique est configuré pour permettre un passage commandé d’énergie électrique entre une batterie d’alimentation haute tension et une machine électrique du véhicule. Plus précisément, par « module électronique de puissance », on entend un ensemble comprenant des composants par lesquels passe de l’énergie alimentant la machine électrique, notamment destinés à transformer le courant continu en courants alternatifs ou vice-versa. Ces composants peuvent comprendre des interrupteurs électroniques, tels que par exemple des transistors semi-conducteurs, agencés en circuit électrique pour permettre un passage commandé d’énergie électrique entre la batterie d’alimentation haute tension et la machine électrique. En particulier, les composants sont des puces semi-conductrices nues pour lesquels le corps réalise une encapsulation. Autrement dit, un module électronique de puissance est un ensemble comprenant une pluralité de puces semi-conductrices formant un circuit électrique encapsulées dans un même boîtier.

Le composant magnétique 300 comprend un noyau ferromagnétique comprenant une pluralité de jambes. Les jambes comprennent au moins une jambe intérieure qui est pris en sandwich entre deux jambes adjacentes du composant magnétique 300. Autrement dit, l’au moins une jambe intérieure n’est pas adjacente à des parois 75 d’une cavité 71 formée dans le châssis 7 pour recevoir le composant magnétique 300. Les jambes comprennent en outre des jambes latérales qui sont à la fois adjacentes aux parois 75 de la cavité 71 et à l’au moins une jambe intérieure.

Dans le présent mode de réalisation, ledit composant magnétique 300 est un transformateur à trois jambes présentant une structure similaire à celle du transformateur 3 comme décrit ci-dessus et en . Ainsi, des éléments du composant magnétique 300 qui présentent des fonctions et des noms similaires voire identiques à ceux du transformateur 3, sont indiqués par les mêmes numéros de référence (e.g. des jambes 31 à 33). L'invention n'est pas limitée au type de composant magnétique ou au nombre de jambes. Selon l’invention, le composant magnétique 300 peut être par exemple un convertisseur présentant un noyau ferromagnétique comprenant plus de trois jambes.

Le composant magnétique 300 comprend un noyau ferromagnétique 30 qui présente trois jambes 31, 32, 33, à savoir deux jambes latérales 31, 33 et une jambe intérieure 32. Pour faciliter l'assemblage lors de la fabrication du composant magnétique 300, le noyau ferromagnétique 30 comprend de préférence un premier demi-noyaux ferromagnétique 30a et un deuxième demi-noyaux ferromagnétique 30b respectivement en forme E. Chacune des trois jambes 31, 32, 33 est formée de deux demi-jambes dont une fait partie du premier demi-noyau ferromagnétique 30a et l’autre fait partie du deuxième demi-noyau ferromagnétique 30b. Dans un mode de réalisation, les demi-jambes présentent des longueurs identiques. De manière alternative, les demi-jambes présentent des longueurs différentes. Les deux demi-jambes de chaque jambe sont en vis-à-vis séparées par un entrefer qui permet, en aplatissant la courbe d'hystérésis et en diminuant la perméabilité du noyau ferromagnétique 30, une meilleure gestion de l'énergie.

Dans un exemple où le composant magnétique 300 est un transformateur électrique triphasé, chaque jambe 31, 32, 33 correspond à une phase du transformateur électrique triphasé. Pour chacune des jambes 31 à 33, au moins deux enroulements sont disposés. Plus précisément, sur chacune des jambes 31 à 33, un enroulement primaire 510 et au moins un enroulement secondaire 520 sont respectivement enroulés sur une des demi-jambes de la jambe. Dans l’exemple illustré en , sur chaque jambes 31, 32, 33 un seul enroulement secondaire 520 est présent. Les enroulements primaires 510 sont enroulés sur les demi-jambes qui font partie du demi-noyau ferromagnétique 30a alors que les enroulements secondaires 520 sont enroulés sur les demi-jambes qui font partie du demi-noyau ferromagnétique 30b. Il est noté que l'invention n'est pas limitée à la réalisation du composant magnétique 300.

La illustre, sans présence du composant magnétique 300, le châssis 7 comprenant des remontées mécaniques 77 (qui seront décrites en détail ultérieurement), selon un mode de réalisation de l’invention. Le châssis 7 forme de préférence un radiateur 7 de dissipation thermique qui sert de module de refroidissement passif configuré pour favoriser la dissipation de la chaleur générée lors du fonctionnement du composant magnétique 300. Le radiateur 7 peut être un élément existant du véhicule électrique ou hybride où le composant magnétique 300 est installé. Le châssis 7 est de préférence constitué d’un matériau présentant une bonne conductivité thermique, par exemple l’aluminium.

Ladite cavité 71, formée dans le châssis 7 pour recevoir au moins un support d'enroulements 61 (qui sera décrit en détail ultérieurement) ainsi que le composant magnétique 300, est délimitée par les parois 75 ainsi que par une surface inférieure 73 faisant partie d’une première surface du châssis 7. La surface inférieure 73 est le fond de la cavité 71. Les parois 75 sont de préférence perpendiculaires de ladite surface inférieure 73. Dans un mode de réalisation avantageux, les parois 75 s'étendent, de manière perpendiculaire, depuis ladite surface inférieure 73.

Selon un mode de réalisation, l’ensemble électrique 10 comprend en outre un module de refroidissement actif (non illustré en figures) installé à une deuxième surface du châssis 7, la deuxième surface étant opposée à ladite première surface sur laquelle ladite cavité 71 est formée. Le module de refroidissement actif comporte par exemple une entrée de liquide de refroidissement et une sortie de liquide de refroidissement. Un liquide de refroidissement (e.g. l’eau) circule dans des canaux situés dans le module de refroidissement actif, de sorte à refroidir le châssis 7, le composant magnétique 300 et d’autres éléments disposés à proximité.

Chaque jambe et les enroulements 510 et 520 enroulés sur ladite jambe, sont considérés comme une branche du composant magnétique 300. Comme illustré en , le composant magnétique 300 comprend trois branches 41 à 43 dont la branche intérieure 42 comprend la jambe intérieure 32 et les enroulements 510 et 520 enroulés sur la jambe intérieure 32. La branche latérale 41 comprend la jambe latérale 31 du noyau ferromagnétique 30 et les enroulements 510 et 520 enroulés sur la jambe latérale 31. La branche latérale 43 comprend la jambe latérale 33 et les enroulements 510 et 520 correspondants.

Comme illustré en , l’ensemble électrique 10 comprend des supports d'enroulements 61 (également désignés « coil formers » en anglais) dont chacun est destiné à recevoir une des branches 41, 42 ou 43 du composant magnétique 300. Un des supports d'enroulement 61 qui correspond à une des branches 41 à 43, est installé entre la jambe de ladite branche et les enroulements 510 et 520, de sorte à positionner les enroulements 510, 520 sur ladite jambe.

Pour décrire plus en détail la structure et la forme des support d'enroulement 61, un exemple d’un seul support d'enroulements 61 est illustré dans les figures 5 à 9. Les figures 5 à 7 illustrent le support d'enroulements 61 selon des perspectives différentes. Les figures 8 et 9 illustrent, selon deux perspectives différentes, une coupe transversale A-A du support d'enroulements 61 comme indiqué en .

Le support d'enroulements 61 comprend un tube 618, des plaques d'extrémité 612, 613 et au moins une plaque intermédiaire 615. Les supports d'enroulements 61 sont de préférence en matériau plastique ou en xxx. Le tube 618 du support d'enroulements 61 permet à la jambe de le traverser. Le tube 618 présente une section transversale supérieure ou égale à celle de ladite jambe reçue par le tube 618. La section transversale du tube 618 est perpendiculaire à un axe longitudinal dudit tube 618 qui est par exemple en parallèle avec l’axe « x » en . Les trois axes x, y, z représentent trois dimensions d’un espace dans lequel le support d'enroulements 61 existe.

De manière similaire, la section transversale de ladite jambe est orthogonale à un axe longitudinal de ladite jambe du noyau ferromagnétique 30. Lesdites deux sections transversales sont de forme carrée ou rectangulaire. De manière alternative, les sections transversales peuvent être de forme ronde. L’invention n’est pas limitée à la forme de la section transversale du tube 618 ou de celle de la jambe reçue par le tube 618.

Le support d'enroulements 61 recevant ladite jambe comprend en outre une excroissance de calage 83 formée sur une surface interne du tube 618, de sorte à définir ledit entrefer qui est un espace entre les deux demi-jambes de la jambe, les deux demi-jambes étant en vis-à-vis. Plus précisément, les deux demi-jambes, respectivement appartenant aux demi-noyaux ferromagnétiques 30a et 30b, viennent en butée sur l’excroissance de calage 83 du support d'enroulements 61. De manière préférentielle, le composant magnétique 300 présente des entrefers qui sont définis par les supports d'enroulements 61 et qui sont identiques sur les jambes du noyau ferromagnétique 30.

De plus, l’excroissance de calage 83 est également configurée pour garantir l’insertion des demi-jambes dans le tube 618 et pour centrer ledit entrefer par rapport aux enroulements 510, 520 enroulés sur le tube 618 du support d'enroulements 61.

L’excroissance de calage 83 est de préférence formée de manière perpendiculaire à ladite surface interne du tube 618 et au tour de ladite surface interne. L’excroissance de calage 83 présente une hauteur 83h perpendiculaire à ladite surface interne du tube 618, et une épaisseur 83e parallèle à l’axe longitudinal dudit tube 618. La dimension dudit entrefer est définie en fonction de l’épaisseur 83e de l’excroissance de calage 83. Ladite hauteur 83h est comprise de préférence entre 0,8 et 5 mm (millimètre). Ladite épaisseur 83e est comprise de préférence entre 0.5 et 2.5 mm, par exemple 1 mm. Une section de l’excroissance de calage 83, étant transverse à l'axe longitudinal dudit tube 618, présente une forme d’anneau. De manière avantageuse, l’excroissance de calage 83 est, comme illustré en et 9, formée au niveau de l’au moins une plaque intermédiaire 615 qui sépare les enroulements 510, 520 enroulés sur le tube 618.

Dans un mode de réalisation, l’épaisseur 83e de l’excroissance de calage 83 est uniforme. Dans un mode de réalisation alternatif, l’excroissance de calage 83 comprend une première et une deuxième portions 83a et 83b qui présentent des épaisseurs différentes. La première portion 83a, par rapport à la deuxième portion 83b, est une portion de l’excroissance de calage 83 plus proche d’un axe central à l'intérieur du tube 618. La première portion 83a présente, par rapport au reste de l’excroissance de calage 83 (i.e. la deuxième portion 83b qui présente par exemple 1 mm), une épaisseur réduite telle que 0.9 mm. Une telle différence d’épaisseur entre les portions 83a et 83b de l’excroissance de calage 83, est configurée pour garantir l’insertion des demi-jambes de la jambe dans le tube 618 ainsi que pour définir ledit entrefer.

De plus, il est souhaité que lors de la fabrication du composant magnétique 300, une colle utilisée peut se répandre dans une cavité dédiée. A cette fin, une cavité de réception 9, étant un espace entre des portions 83p et 83q de l’excroissance de calage 83 en vis-à-vis (comme illustré en figures 7 et 8), est définie par l’excroissance de calage 83.

L’entrefer est formé sans présence d’éléments additionnels. Autrement dit, ledit entrefer, défini par exemple par le fabricant du composant magnétique 300, est formé avec d’autres portions du support d'enroulements 61 comme un seul tenant fabriqué par exemple par moulage. Il est donc simple de former des entrefers identiques sur les jambes du noyau ferromagnétique 30.

La première et la deuxième plaques d'extrémité 612, 613, et l’au moins une plaque intermédiaire 615 du support d'enroulements 61, sont formées sur une surface externe du tube 618, de sorte à recevoir les enroulements (510, 520) de la branche (41, 42 ou 43). Lesdites plaques 612, 613, 615, destinées à délimiter des zones d’enroulement configurées pour recevoir les enroulements de la branche, sont de préférence issues, de manière perpendiculaire, de la surface externe du tube 618. Les plaques d'extrémité 612, 613 et l’au moins une plaque intermédiaire 615 sont perpendiculaires à l’axe longitudinal dudit tube 618. De manière préférentielle, les plaques d'extrémité 612, 613 et l’au moins une plaque intermédiaire 615, sont à la fois parallèles les uns aux autres et perpendiculaires au tube 618.

Pour chaque support d'enroulement 61, le nombre de plaques intermédiaires 615 est déterminé en fonction du nombre d’enroulements de la branche. Dans un mode de réalisation où la branche comprend trois enroulements, le support d'enroulements 61 peut comprendre deux plaques intermédiaires 615. Dans le présent mode de réalisation où la branche comprend deux enroulements, le support d'enroulements 61 comprend une seule plaque intermédiaire 615, comme décrit en figures 2 à 9.

Comme mentionné précédemment, les zones d’enroulement, configurées respectivement pour recevoir un des enroulements de la branche, sont respectivement délimitées par la surface externe du tube 618 et les deux plaques adjacentes parmi les plaques d'extrémité 612, 613 et l’au moins une plaque intermédiaire 615.

Selon l’exemple illustré en figures 5 à 9, une première zone d’enroulement 91, destinée à recevoir l’enroulement primaire 510 de la branche (e.g. la branche 41), est délimitée par la plaque d'extrémité 612, la surface externe du tube 618 et la plaque intermédiaire 615. Une deuxième zone d’enroulement 92, destinée à recevoir l’enroulement secondaire 520 de ladite branche, est délimitée par la plaque d'extrémité 613, la surface externe du tube 618 et la plaque intermédiaire 615. De cette manière, l’enroulement primaire 510 et l’enroulement secondaire 520 sont enroulés sur le support d'enroulements 61 qui emboîte sur les deux demi-noyaux ferromagnétiques 30a et 30b.

Le support d'enroulements 61 comprend en outre au moins un muret d’éloignement 85 configuré pour éloigner au moins un des enroulements 510 et 520 dudit entrefer, de sorte à réduire des pertes magnétiques par effet de frange. Les pertes magnétiques générées si au moins un des enroulements 510, 520 enroulés sur le tube 618 du support d’enroulements 61 ne sont pas suffisamment loin dudit entrefer défini par l’excroissance de calage 83. L’au moins un muret d’éloignement 85, formé sur la surface externe dudit tube 618, se situe en vis-à-vis de l’excroissance de calage 83.

L’au moins un muret d’éloignement 85 présente une épaisseur 85e parallèle à l’axe longitudinal dudit tube 618. Ladite épaisseur 85e est comprise de préférence entre 0,8 et 4 mm. Dans un mode de réalisation préférentiel, l’épaisseur 85e de l’au moins un muret d’éloignement 85 est de préférence uniforme.

L’au moins un muret d’éloignement 85 est formé de manière perpendiculaire à ladite surface externe du tube 618 et au tour de ladite surface externe. Une section de l’au moins un muret d’éloignement 85, étant transverse à l'axe longitudinal dudit tube 618, présente une forme d’anneau. De manière avantageuse, l’au moins un muret d’éloignement 85 est formé au niveau de l’au moins une plaque intermédiaire 615, comme illustré en figures 6, 8 et 9. Dans le présent mode de réalisation où un des supports d'enroulements 61 comprend une seule plaque intermédiaire 615, le support d'enroulements 61 comprend un seul muret d’éloignement 85. Dans un mode de réalisation alternatif où un des supports d'enroulements 61 comprend plusieurs plaques intermédiaires 615, le support d'enroulements 61 peut comprendre plusieurs murets d’éloignement 85 dont chacun se situe au niveau d’une des plaques intermédiaires 615.

Avantageusement, l’au moins un muret d’éloignement 85 peut être formé dans la deuxième zone d’enroulement 92 (comme illustré en figures 5 à 9) ou dans la première zone d’enroulement 91. Dans un mode de réalisation alternatif, l’au moins un muret d’éloignement 85 comprend deux murs d’éloignements respectivement formés dans la première zone d’enroulement 91 et dans la deuxième zone d’enroulement 92. Les deux murs d’éloignement sont de préférence similaires voire identiques à l’exemple du muret d’éloignement 85 ci-dessus en termes de forme, structure et/ou de dimension. De manière avantageuse, les épaisseurs des deux murs d’éloignement peuvent être respectivement comprises entre 0,8 et 3 mm, par exemple la moitié de l’épaisseur 85e comme décrit ci-dessus.

De manière préférentielle, l’excroissance de calage 83 et/ou l’au moins un muret d’éloignement 85 sont issus de matière du support d'enroulements 61. Selon un mode de réalisation préférentiel, le support d'enroulements 61 comprenant l’excroissance de calage 83 et l’au moins un muret d’éloignement 85, est d’un seul tenant fabriqué par exemple par moulage. La fabrication du support d'enroulements 61 et le processus d’assemblage du composant magnétique 300 ainsi que celui de l’ensemble électrique 10 sont ainsi simplifiés.

Par rapport à l’au moins une branche intérieure du composant magnétique 300, les branches latérales du composant magnétique 300 dissipent la chaleur plus facilement vers les parois 75 de la cavité 71.

Pour uniformiser la dissipation de chaleur ainsi qu’à améliorer le refroidissement, l’ensemble électrique 10 comprend au moins une remontée mécanique 77 constituée d’un matériau présentant une bonne conductivité thermique adaptée (e.g. l’aluminium) et placée entre deux branches adjacentes parmi les branches du composant magnétique 300. Plus précisément, une ou plusieurs remontées mécaniques 77 sont placées dans un espacement entre deux branches adjacentes qui comprennent au moins une branche intérieure, de sorte à uniformiser la dissipation de la chaleur issue des deux branches adjacentes. Plus précisément, les deux branches adjacentes comprennent, soit une branche intérieure et une branche latérale, soit deux branches intérieures (ce qui peut être le cas où le composant magnétique 300 comprend plus que trois branches). Ainsi, la température de l’au moins une branche intérieure ne risque plus d’être excessivement haute.

Il existe une pluralité d’espacements respectivement se situant entre deux branches adjacentes du composant magnétique 300, comme un premier et un deuxième espacements E1 et E2. Le premier espacement se situe entre la branche intérieure 42 et la branche latérale 41 qui est adjacente à la branche intérieure 42. Le deuxième espacement E2 se situe entre la branche intérieure 42 et la branche latérale 43 qui est adjacente à la branche intérieure 42. Afin d'assurer l’uniformisation de la dissipation thermique par rapport aux toutes branches du composant magnétique 300, une ou plusieurs remontées mécaniques 77 sont placées dans chacun des espacements, comme illustré en figures 2 et 3. Ainsi, l’au moins une remontée mécanique 77 (i.e. les quatre remontées mécaniques 77 illustrées en ) de part et d’autre de l’au moins une branche intérieure (e.g. la branche intérieure 42), permet d’uniformiser la dissipation de la chaleur issue des branches du composant magnétique 300, et d’améliorer en particulier la dissipation de la chaleur issue de l’au moins une branche intérieure 42.

Dans un mode de réalisation, l’au moins une remontée mécanique 77 est une remontée constituée d’un matériau présentant une conductivité thermique adaptée, par exemple l’aluminium. L’au moins une remontée mécanique 77 présente une épaisseur 77e de préférence supérieure ou égale à 3 mm. La taille de l’ensemble électrique 10 est déterminée en fonction de l’épaisseur 77e de l’au moins une remontée mécanique 77. Si l’épaisseur 77e de l’au moins une remontée mécanique 77 est faible, le composant magnétique 300 ainsi que l’ensemble électrique 10 présentent une taille réduite.

L’au moins une remontée mécanique 77 est de préférence perpendiculaire de ladite surface inférieure 73. De manière avantageuse, l’au moins une remontée mécanique 77 est issue du châssis 7. Selon un mode de réalisation préférentiel, le châssis 7 comprenant les parois 75 et les remontées mécaniques 77, est d’un seul tenant fabriqué par exemple par moulage.

L’invention permet, comme mentionné précédemment, de former de manière simple en termes de la fabrication et/ou de processus d’assemblage du composant magnétique et de l’ensemble électrique, les entrefers identiques sur les jambes du noyau ferromagnétique. Les supports d'enroulements selon l’invention permettent de garantir l’insertion des demi-jambes dans les tubes des supports d'enroulements, et de centrer les entrefers par rapport aux enroulements enroulés sur lesdits tubes. De plus, l’invention permet également de réduire des pertes magnétiques générées si les enroulements enroulés sur les supports d’enroulements ne sont pas suffisamment loin des entrefers.

L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation précédemment décrits mais s'étend à tout mode de réalisation conforme à son esprit.

Claims

Support d'enroulements (61) comprenant un tube (618) destiné à recevoir une des jambes (31, 32, 33) d’un noyau ferromagnétique (30) d’un composant magnétique (300), de manière que des demi-jambes de ladite jambe sont en vis-à-vis dans le tube (618), le composant magnétique (300) comprenant en outre des enroulements (510, 520) qui correspondent à ladite jambe et qui sont enroulés sur le tube (618) ; le support d'enroulements (61) étantcaractérisé en ce qu’il comprend :
une excroissance de calage (83) formée sur une surface interne du tube (618), de sorte à définir un entrefer entre lesdites demi-jambes en vis-à-vis ; et

au moins un muret d’éloignement (85), formé en vis-à-vis de l’excroissance de calage (83) et sur une surface externe dudit tube (618), et configuré pour éloigner au moins un des enroulements (510, 520) dudit entrefer.
Support d'enroulements (61) selon la revendication précédente, dans lequel l’excroissance de calage (83), présentant une épaisseur (83e) parallèle à un axe longitudinal dudit tube (618), est formée de manière orthogonale à ladite surface interne du tube (618) ; la dimension dudit entrefer étant définie en fonction de l’épaisseur (83e) de l’excroissance de calage (83).
Support d'enroulements (61) selon la revendication 2, dans lequel une section de l’excroissance de calage (83), étant transverse à l'axe longitudinal dudit tube (618) de l’excroissance de calage (83), présente une forme d’anneau ; ladite hauteur (83h) étant perpendiculaire à ladite surface interne du tube (618).
Support d'enroulements (61) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant une cavité de réception (9) défini par l’excroissance de calage (83) pour qu’une colle utilisée lors de la fabrication du composant magnétique (300) puisse se répandre dans ladite cavité de réception (9) ; ladite cavité de réception (9) étant un espace entre des portions (83p, 83q) de l’excroissance de calage (83) en vis-à-vis.
Support d'enroulements (61) selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel l’au moins un muret d’éloignement (85), présentant une épaisseur (85e) parallèle à l’axe longitudinal dudit tube (618), est formé de manière perpendiculaire à la surface externe du tube (618).
Support d'enroulements (61) selon la revendication 5, dans lequel une section de l’au moins un muret d’éloignement (85), étant transverse à l'axe longitudinal dudit tube (618), présente une forme d’anneau.
Support d'enroulements (61) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l’épaisseur (83e) de l’excroissance de calage (83) et/ou l’épaisseur (85) de l’au moins un muret d’éloignement (85) sont uniformes.
Support d'enroulements (61) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel l’excroissance de calage (83) et/ou l’au moins un muret d’éloignement (85) sont formés au niveau d’une plaque intermédiaire (615) ; ladite plaque intermédiaire (615) séparant les enroulements (510, 520) enroulés sur le tube (618) du support d’enroulements (61).
Support d'enroulements (61) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel l’excroissance de calage (83) et/ou l’au moins un muret d’éloignement (85) sont issus de matière du support d'enroulements (61).
Support d'enroulements (61) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, étant d’un seul tenant fabriqué par moulage.
Support d'enroulements (61) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, étant en matériau plastique.
Châssis (7) comportant une cavité (71) logeant un support d'enroulements (61) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, ladite cavité (71) comprenant des remontées mécaniques (77) configurées de telle sorte que lesdites remontées mécaniques (77) se trouvent placées dans un espacement destiné à être situé entre deux jambes adjacentes du noyau ferromagnétique (30).
Ensemble électrique (10) comprenant un composant magnétique (300) et des supports d'enroulements (61), lesdits supports d'enroulements (61) comprenant chacun un tube (618) configuré pour recevoir des demi-jambes d’une de plusieurs jambes (31, 32, 33) d’un noyau ferromagnétique (30) dudit composant magnétique (300) ; pour chacune desdites jambes (31, 32, 33), le composant magnétique (300) comprenant en outre des enroulements (510, 520) qui correspondent à ladite jambe et qui sont enroulés sur le tube (618) dans lequel les demi-jambes de la jambe sont en vis-à-vis ; l’ensemble électrique (10) étantcaractérisé en ce quechacun des supports d'enroulements (61) comprend :
une excroissance de calage (83) formée sur une surface interne du tube (618), de sorte à définir un entrefer entre deux demi-jambes de la jambe en vis-à-vis ; et

au moins un muret d’éloignement (85), formé en vis-à-vis de l’excroissance de calage (83) et sur une surface externe dudit tube (618), et configuré pour éloigner au moins un des enroulements (510, 520) dudit entrefer.
Ensemble électrique (10) selon la revendication précédente, dans lequel le composant magnétique (300) présente des entrefers respectivement définis par un des supports d'enroulements (61), les entrefers étant identiques sur les jambes (31, 32, 33) du noyau ferromagnétique (30).
Ensemble électrique (10) selon la revendication 13 ou la revendication 14, comprenant :
un châssis (7) comprenant une cavité (71) dans laquelle les supports d'enroulements (61) ainsi que le composant magnétique (300) sont logés ;

des remontées mécaniques (77) placées dans un espacement entre deux jambes adjacentes du noyau ferromagnétique (30), de sorte à uniformiser la dissipation de la chaleur générée lors du fonctionnement du composant magnétique (300).
Equipement électrique comprenant un ensemble électrique (10) selon l’une des revendications 13 à 15.