FR3134670A1 - rotating electric machine - Google Patents
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- H02K2203/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
- H02K2203/09—Machines characterised by wiring elements other than wires, e.g. bus rings, for connecting the winding terminations
Abstract
Machine électrique tournante Machine électrique (1) tournante comportant : - un carter (2), - un stator (3) comportant des conducteurs électriques de bobinage stator, le stator étant disposé dans le carter, notamment par frettage, - un onduleur, - un connecteur de phases (4), comportant un support isolant (40) portant des conducteurs électriques de connecteur de phases présentant des pattes de connexion aux conducteurs de bobinage stator (41) et/ou à un bus de l’onduleur (42), et - une ou plusieurs entretoises de fixation (5) du connecteur de phases au carter. Figure pour l’abrégé : Fig. 2aRotating electric machine Rotating electric machine (1) comprising: - a casing (2), - a stator (3) comprising stator winding electrical conductors, the stator being arranged in the casing, in particular by hooping, - an inverter, - an phase connector (4), comprising an insulating support (40) carrying phase connector electrical conductors having connection tabs to the stator winding conductors (41) and/or to an inverter bus (42), and - one or more spacers (5) for fixing the phase connector to the casing. Figure for abstract: Fig. 2a
Description
La présente invention concerne les machines électriques tournantes et plus particulièrement les machines comportant un connecteur de phases. L’invention s’intéresse plus particulièrement à la réduction des vibrations d’une telle machine, en particulier du connecteur de phases.The present invention relates to rotating electrical machines and more particularly to machines comprising a phase connector. The invention is more particularly interested in reducing the vibrations of such a machine, in particular of the phase connector.
L’invention porte plus particulièrement sur les machines synchrones ou asynchrones, à courant alternatif. Elle concerne notamment les machines de traction ou de propulsion de véhicules automobiles électriques (Battery Electric Vehicle) et/ou hybrides (Hybrid Electric Vehicle – Plug-in Hybrid Electric Vehicle), telles que les voitures individuelles, camionnettes, camions ou bus. L’invention s’applique également à des machines électriques tournantes pour des applications industrielles et/ou de production d’énergie, notamment navales, aéronautiques ou éoliennes.The invention relates more particularly to synchronous or asynchronous alternating current machines. It concerns in particular traction or propulsion machines for electric (Battery Electric Vehicle) and/or hybrid (Hybrid Electric Vehicle – Plug-in Hybrid Electric Vehicle) motor vehicles, such as individual cars, vans, trucks or buses. The invention also applies to rotating electrical machines for industrial and/or energy production applications, in particular naval, aeronautical or wind turbines.
Il est connu d’utiliser des connecteurs de phases pour permettre le raccordement du bobinage d’un stator de machine électrique à un onduleur. Les conducteurs du bobinage du stator sont soudés au connecteur de phases via des pattes de connexion. Le connecteur de phases comporte également des pattes de connexion à un bus d’alimentation d’un onduleur.It is known to use phase connectors to allow the connection of the winding of an electrical machine stator to an inverter. The stator winding conductors are soldered to the phase connector via connection tabs. The phase connector also includes connection tabs to a power bus of an inverter.
Dans les machines de l’art antérieur, le connecteur de phases est maintenu au reste de la machine électrique uniquement via ces soudures et via les bus d’alimentation de l’onduleur.In prior art machines, the phase connector is held to the rest of the electrical machine only via these welds and via the inverter power buses.
Or, dans une telle configuration, la machine électrique peut vibrer de sorte que la machine et donc le connecteur de phases peuvent être soumis à de fortes contraintes vibratoires. Les vibrations auxquelles la machine est soumise entrainent des détériorations comme par exemple des fissurations du support isolant du connecteur de phases, des ruptures des soudures entre les conducteurs électriques du stator et les pattes de connexion du connecteur de phases, des ruptures des conducteurs électriques du stator sous les soudures, des ruptures de l’isolation du stator comme par exemple le déchirement du papier isolant disposé dans les encoches, l’écaillage de l’émail des conducteurs électriques du stator ou encore la fissuration de la résine du stator.However, in such a configuration, the electrical machine can vibrate so that the machine and therefore the phase connector can be subjected to strong vibrational constraints. The vibrations to which the machine is subjected cause damage such as cracking of the insulating support of the phase connector, breakage of the welds between the electrical conductors of the stator and the connection tabs of the phase connector, breakage of the electrical conductors of the stator under the welds, breaks in the stator insulation such as tearing of the insulating paper placed in the notches, peeling of the enamel of the stator electrical conductors or even cracking of the stator resin.
De plus, lorsque les soudures sont reparties dans une seule région du connecteur de phases, un axe préférentiel de vibration peut être créé et une rupture préférentielle d’une ou plusieurs des soudures peut être à craindre.In addition, when the welds are distributed in a single region of the phase connector, a preferential axis of vibration can be created and a preferential breakage of one or more of the welds can be feared.
Les demandes US 20210/194308, EP 3 646 443, FR 2 995 472 divulguent un connecteur de phases fixé uniquement au stator. Une telle disposition a pour inconvénient d’être encombrante au niveau des têtes de bobines du bobinage du stator.Applications US 20210/194308, EP 3 646 443, FR 2 995 472 disclose a phase connector fixed only to the stator. Such an arrangement has the disadvantage of being bulky at the coil heads of the stator winding.
La demande EP 3 857 682 divulgue un connecteur de phases comportant des languettes posées sur un épaulement de carter. Une telle disposition a pour inconvénient d’être encombrante suivant la direction radiale de la machine. Ceci a pour effet d’engendrer beaucoup de frottements.Application EP 3 857 682 discloses a phase connector comprising tabs placed on a housing shoulder. Such an arrangement has the disadvantage of being bulky in the radial direction of the machine. This has the effect of generating a lot of friction.
La demande FR 2 886 476 divulgue un connecteur comportant des liaisons mécaniques avec un palier arrière de la machine.Application FR 2 886 476 discloses a connector comprising mechanical connections with a rear bearing of the machine.
Les demandes US 2020/0106198 et JP 2021-132465 divulguent des moyens de maintien supplémentaires sur l’onduleur.Applications US 2020/0106198 and JP 2021-132465 disclose additional holding means on the inverter.
La demande EP 3 555 995 divulgue des lames ressort flexibles en contact avec le carter. Ce système ne permet pas de rigidifier suffisamment la machine pour réduire significativement les contraintes vibratoires. De plus, une telle disposition a pour inconvénient d’être encombrante suivant la direction radiale de la machine. Ceci a pour effet d’engendrer beaucoup de frottements.Application EP 3 555 995 discloses flexible leaf springs in contact with the casing. This system does not make it possible to stiffen the machine sufficiently to significantly reduce vibration constraints. Furthermore, such an arrangement has the disadvantage of being bulky in the radial direction of the machine. This has the effect of generating a lot of friction.
Il existe donc un besoin pour réduire les contraintes vibratoires s’exerçant sur la machine électrique.There is therefore a need to reduce the vibration stresses exerted on the electrical machine.
L’invention vise à répondre à ce besoin et elle y parvient, selon l’un de ses aspects, grâce à une machine électrique tournante comportant :
- un carter,
- un stator comportant des conducteurs électriques de bobinage stator, le stator étant disposé dans le carter, notamment par frettage,
- un onduleur,
- un connecteur de phases, comportant un support isolant portant des conducteurs électriques de connecteur de phases présentant des pattes de connexion aux conducteurs de bobinage stator et/ou à un bus de l’onduleur, et
- une ou plusieurs entretoises de fixation du connecteur de phases au carter.The invention aims to meet this need and it achieves this, according to one of its aspects, thanks to a rotating electric machine comprising:
- a casing,
- a stator comprising stator winding electrical conductors, the stator being arranged in the casing, in particular by hooping,
- an inverter,
- a phase connector, comprising an insulating support carrying electrical conductors of the phase connector having connection tabs to the stator winding conductors and/or to an inverter bus, and
- one or more spacers for fixing the phase connector to the casing.
La ou les entretoises permettent de fixer le connecteur de phases au carter. Le connecteur de phases est ainsi maintenu au reste de la machine électrique autrement que seulement par ses pattes de connexion aux conducteurs électriques de bobinage stator et/ou à un bus de l’onduleur. De préférence, la machine est dépourvue d’une pièce rapportée reliant le connecteur de phases au stator.The spacer(s) allow the phase connector to be fixed to the housing. The phase connector is thus held to the rest of the electrical machine other than only by its connection tabs to the stator winding electrical conductors and/or to an inverter bus. Preferably, the machine does not have an insert connecting the phase connector to the stator.
Le connecteur de phases est ainsi mieux maintenu dans la machine et donc l’assemblage stator est rigidifié. Le connecteur de phases est ainsi moins soumis aux vibrations et le risque de cassure des conducteurs électriques de bobinage stator au niveau de la connexion aux pattes du connecteur de phases et/ou à un bus de l’onduleur est réduit.The phase connector is thus better held in the machine and therefore the stator assembly is stiffened. The phase connector is thus less subject to vibrations and the risk of breakage of the stator winding electrical conductors at the connection to the legs of the phase connector and/or to an inverter bus is reduced.
La rigidification de la machine, et en particulier de l’ensemble formé par le carter, le connecteur de phases et le stator permet de réduire les amplitudes vibratoires et donc les efforts exercés sur les éléments les plus fragiles. Ceci permet de minimiser les différents risques vibratoires.The stiffening of the machine, and in particular of the assembly formed by the casing, the phase connector and the stator, makes it possible to reduce the vibration amplitudes and therefore the forces exerted on the most fragile elements. This makes it possible to minimize the various vibration risks.
Cette fixation du connecteur de phases au carter permet également d’obtenir un meilleur assemblage entre le connecteur de phases et le stator. En particulier, ceci permet d’assurer une bonne coaxialité du connecteur de phases vis-à-vis du stator et/ou du rotor. Cette disposition permet également un bon positionnement des écrous pour l’opération de vissage du bus de l’onduleur.This fixing of the phase connector to the casing also makes it possible to obtain a better assembly between the phase connector and the stator. In particular, this ensures good coaxiality of the phase connector with respect to the stator and/or the rotor. This arrangement also allows good positioning of the nuts for the screwing operation of the inverter bus.
La machine électrique conserve toutefois suffisamment de souplesse pour que l’ensemble ne soit pas cassant.The electric machine, however, retains enough flexibility so that the whole thing is not brittle.
Le connecteur de phases peut ne pas être connecté à un redresseur.The phase connector may not be connected to a rectifier.
Par «axe sollicitant» il faut comprendre un axe autour duquel le connecteur de phases peut vibrer.By “ demanding axis ” we must understand an axis around which the phase connector can vibrate.
Pour minimiser les amplitudes vibratoires, il est préférable de placer les entretoises les plus éloignées possible de l’axe sollicitant autour duquel les vibrations sont les plus importantes. Les conducteurs de bobinage stator comportent des têtes de bobines. L’ajout d’une fixation du connecteur de phases au carter plutôt qu’une fixation supplémentaire aux conducteurs électriques de bobinage stator et/ou au stator permet de contourner les problèmes d’encombrement au niveau des têtes de bobines liés au bobinage du stator.To minimize vibration amplitudes, it is preferable to place the spacers as far away as possible from the loading axis around which the vibrations are the greatest. Stator winding conductors have coil heads. Adding a fixing of the phase connector to the casing rather than an additional fixing to the electrical conductors of the stator winding and/or to the stator makes it possible to circumvent the congestion problems at the level of the coil heads linked to the stator winding.
Par «frettage» il faut comprendre un ajustement serré entre deux pièces, une extérieure, par exemple le carter, et une intérieure, par exemple le stator. La pièce extérieure peut être chauffée afin de la dilater avant de l’enfiler sur la pièce intérieure. En variante, la pièce intérieure peut être refroidie afin de la contracter avant de l’insérer dans la pièce extérieure. On peut également simultanément chauffer la pièce extérieure et refroidir la pièce intérieure.By “ shrinking ” we must understand a tight fit between two parts, an outer one, for example the casing, and an inner one, for example the stator. The outer piece can be heated to expand it before putting it on the inner piece. Alternatively, the inner piece may be cooled to contract it before inserting it into the outer piece. You can also simultaneously heat the exterior room and cool the interior room.
En plus d’être fretté dans le carter, le stator peut également être bloqué dans le carter par bridage, par exemple au moyen d’une bride fixée au carter par des vis.In addition to being shrunk in the casing, the stator can also be locked in the casing by clamping, for example by means of a flange fixed to the casing by screws.
Par «carter» il faut comprendre une enveloppe protégeant les différents éléments interne de la machine électrique, en particulier le rotor et le stator. Le carter peut être rigide. Cette rigidité permet de ne pas engendrer d’harmoniques supplémentaires lors de tests vibratoires. Le carter peut être passif, c’est-à-dire dépourvu d’éléments électroniques, notamment d’électronique de puissance. Le carter peut être en une ou plusieurs parties, notamment en une, deux ou en trois parties. Les différentes parties du carter peuvent être réunies. En variante, le carter peut être fait en une seule partie d’un seul tenant. Le carter peut faire partie intégrante du châssis de l’appareil, par exemple d’un véhicule, comportant la machine électrique. Le carter peut porter les éléments principaux de la machine, notamment le stator et les roulements. Le carter peut porter les parties actives de la machine.By “ casing ” we must understand an envelope protecting the various internal elements of the electrical machine, in particular the rotor and the stator. The casing may be rigid. This rigidity makes it possible to avoid generating additional harmonics during vibration tests. The casing can be passive, that is to say devoid of electronic elements, in particular power electronics. The casing can be in one or more parts, in particular in one, two or three parts. The different parts of the casing can be joined together. Alternatively, the casing can be made in a single piece. The casing can be an integral part of the chassis of the device, for example of a vehicle, comprising the electrical machine. The casing can carry the main elements of the machine, in particular the stator and the bearings. The casing can carry the active parts of the machine.
Par « parties actives » il faut comprendre les éléments électriques et les éléments mécano magnétiques, par exemple le rotor et le stator, convertissant l'énergie mécanique en énergie électrique.By “active parts” we must understand the electrical elements and the mechanical-magnetic elements, for example the rotor and the stator, converting mechanical energy into electrical energy.
Le carter peut être usiné ou réalisé en fonderie. Le carter peut être réalisé en métal, par exemple en aluminium. En variante le carter peut être réalisé en un matériau plastique.The casing can be machined or made in a foundry. The casing can be made of metal, for example aluminum. Alternatively, the casing can be made of a plastic material.
Le carter peut être massif. Le poids du carter peut être supérieur à 2 kg, mieux supérieur à 3 kg, mieux supérieur 4 kg, étant par exemple de l’ordre de 5kg ou 17 kg.The casing can be massive. The weight of the casing can be greater than 2 kg, better than 3 kg, better still more than 4 kg, being for example of the order of 5 kg or 17 kg.
Le poids du carter peut être inférieur à 25 kg, mieux inférieur à 20 kg étant par exemple de l’ordre de 5kg ou 17 kg.The weight of the casing can be less than 25 kg, better less than 20 kg being for example of the order of 5kg or 17 kg.
L’épaisseur mesurée entre la surface interne et la surface externe du carter peut être supérieure à 3 mm, mieux supérieure à 4 mm, mieux supérieure à 5 mm, par exemple de l’ordre de 5 mm ou de 15 mm.The thickness measured between the internal surface and the external surface of the casing can be greater than 3 mm, better than 4 mm, better still greater than 5 mm, for example of the order of 5 mm or 15 mm.
Le carter peut être la pièce principale de la machine en poids et/ou en volume.The casing can be the main part of the machine in terms of weight and/or volume.
Dans la machine selon l’invention, toute l’électronique peut être portée par l’onduleur. L’onduleur peut être relié mécaniquement au connecteur de phases.In the machine according to the invention, all the electronics can be carried by the inverter. The inverter can be mechanically connected to the phase connector.
La machine peut être utilisée comme moteur ou comme générateur. La machine peut être à reluctance. Elle peut constituer un moteur synchrone ou en variante un générateur synchrone. En variante encore, elle constitue une machine asynchrone. La machine électrique peut ne pas être un alternateur.The machine can be used as a motor or generator. The machine can be reluctance. It can constitute a synchronous motor or, alternatively, a synchronous generator. As a further variant, it constitutes an asynchronous machine. The electrical machine may not be an alternator.
La vitesse maximale de rotation de la machine peut être élevée, étant par exemple supérieure à 10 000 tr/min, mieux supérieure à 12 000 tr/min, étant par exemple de l’ordre de 14 000 tr/min à 15 000 tr/min, voire même de 20 000 tr/min ou de 24 000 tr/min ou de 25 000 tr/min. La vitesse maximale de rotation de la machine peut être inférieure à 100 000 tr/min, voire à 60 000 tr/min, voire encore inférieure à 40 000 tr/min, mieux inférieure à 30 000 tr/min.The maximum rotation speed of the machine can be high, being for example greater than 10,000 rpm, better still greater than 12,000 rpm, being for example of the order of 14,000 rpm to 15,000 rpm. min, or even 20,000 rpm or 24,000 rpm or 25,000 rpm. The maximum rotational speed of the machine can be less than 100,000 rpm, or even 60,000 rpm, or even less than 40,000 rpm, better still less than 30,000 rpm.
L’invention peut convenir tout particulièrement pour des machines de forte puissance.The invention may be particularly suitable for high-power machines.
La machine peut comporter un seul rotor intérieur ou, en variante, un rotor intérieur et un rotor extérieur, disposés radialement de part et d’autre du stator et accouplés en rotation.The machine may comprise a single inner rotor or, alternatively, an inner rotor and an outer rotor, arranged radially on either side of the stator and coupled in rotation.
Les parties actives peuvent être insérées dans un carter ou insérées dans un carter de boite de vitesse. Dans ce cas, elle est insérée dans un carter qui loge également une boîte de vitesse.The active parts can be inserted into a housing or inserted into a gearbox housing. In this case, it is inserted into a casing which also houses a gearbox.
Le stator peut comporter des dents définissant entre elles des encoches. Les encoches peuvent être au moins partiellement fermées. Une encoche partiellement fermée permet de ménager une ouverture au niveau de l’entrefer, qui peut servir par exemple à la mise en place des conducteurs électriques pour le remplissage de l’encoche. Une encoche partiellement fermée est notamment ménagée entre deux dents qui comportent chacune des épanouissements polaires au niveau de leur extrémité libre, lesquels viennent fermer l’encoche au moins en partie.The stator may include teeth defining notches between them. The notches can be at least partially closed. A partially closed notch makes it possible to create an opening at the level of the air gap, which can be used, for example, to install electrical conductors to fill the notch. A partially closed notch is in particular provided between two teeth which each have polar developments at their free end, which close the notch at least in part.
En variante, les encoches peuvent être entièrement fermées. Par «encoche entièrement fermée», on désigne des encoches qui ne sont pas ouvertes radialement vers l’entrefer.Alternatively, the notches can be fully closed. By “ fully closed notch ” we mean notches which are not open radially towards the air gap.
Dans un mode de réalisation, au moins une encoche, voire chaque encoche, peut être continûment fermée du côté de l’entrefer par un pont de matière venu d’un seul tenant avec les dents définissant l’encoche. Toutes les encoches peuvent être fermées du côté de l’entrefer par des ponts de matière fermant les encoches. Les ponts de matière peuvent être venus d’un seul tenant avec les dents définissant l’encoche. La masse statorique est alors dépourvue de découpe entre les dents et les ponts de matière fermant les encoches, et les encoches sont alors continûment fermées du côté de l’entrefer par les ponts de matière venus d’un seul tenant avec les dents définissant l’encoche.In one embodiment, at least one notch, or even each notch, can be continuously closed on the air gap side by a bridge of material made in one piece with the teeth defining the notch. All the notches can be closed on the air gap side by material bridges closing the notches. The material bridges can be made in one piece with the teeth defining the notch. The stator mass is then devoid of any cut between the teeth and the bridges of material closing the notches, and the notches are then continuously closed on the side of the air gap by the bridges of material coming in one piece with the teeth defining the notch.
En outre, les encoches peuvent également être fermées du côté opposé à l’entrefer par une culasse rapportée ou d’un seul tenant avec les dents. Les encoches ne sont alors pas ouvertes radialement vers l’extérieur. La masse statorique peut être dépourvue de découpe entre les dents et la culasse.In addition, the notches can also be closed on the side opposite the air gap by an attached yoke or in one piece with the teeth. The notches are then not opened radially outwards. The stator mass may have no cutout between the teeth and the cylinder head.
Dans un mode de réalisation, chacune des encoches est de contour continûment fermé. Par «continûment fermé», on entend que les encoches présentent un contour fermé continu lorsqu’elles sont observées en section transversale, prise perpendiculairement à l’axe de rotation de la machine. On peut faire le tour complet de l’encoche sans rencontrer de découpe dans la masse statorique.In one embodiment, each of the notches has a continuously closed contour. By “ continuously closed ” we mean that the notches have a continuous closed contour when observed in cross section, taken perpendicular to the axis of rotation of the machine. You can go all the way around the notch without encountering a cut in the stator mass.
Le stator peut comporter des bobines disposées de manière répartie dans les encoches, ayant notamment des conducteurs électriques disposés de manière rangée dans les encoches. Par «réparti», on entend qu’au moins l’une des bobines passe successivement dans deux encoches non adjacentes.The stator may include coils arranged in a distributed manner in the notches, having in particular electrical conductors arranged in an orderly manner in the notches. By “ distributed ” we mean that at least one of the coils passes successively in two non-adjacent slots.
Les conducteurs électriques peuvent ne pas être disposés dans les encoches en vrac mais de manière ordonnée. Ils sont empilés dans les encoches de manière non aléatoire, étant par exemple disposés en rangées de conducteurs électriques alignés. L’empilement des conducteurs électriques est par exemple un empilement selon un réseau hexagonal dans le cas de conducteurs électriques de section transversale circulaire.The electrical conductors may not be arranged in the slots loosely but in an orderly manner. They are stacked in the notches in a non-random manner, for example being arranged in rows of aligned electrical conductors. The stacking of electrical conductors is for example a stacking according to a hexagonal network in the case of electrical conductors of circular cross section.
Le stator peut comporter des conducteurs électriques logés dans les encoches. Des conducteurs électriques au moins, voir une majorité des conducteurs électriques, peuvent être en forme d'épingles, de U ou de I. L’épingle peut être en forme de U (« U-pin » en anglais) ou droite, étant en forme de I (« I-pin » en anglais).The stator may include electrical conductors housed in the notches. At least electrical conductors, or even a majority of electrical conductors, can be pin-shaped, U-shaped or I-shaped. The pin can be U-shaped (“U-pin” in English) or straight, being in form of I (“I-pin” in English).
Les conducteurs électriques peuvent ainsi former un bobinage distribué. Le bobinage peut ne pas être concentré ou bobiné sur dent.The electrical conductors can thus form a distributed winding. The winding may not be focused or wound on tooth.
Dans une variante de réalisation, le stator est à bobinage concentré. Le stator peut comporter des dents et des bobines disposées sur les dents. Le stator peut ainsi être bobiné sur dents, autrement dit à bobinage non réparti.In a variant embodiment, the stator has concentrated winding. The stator may have teeth and coils disposed on the teeth. The stator can thus be wound on teeth, in other words with undistributed winding.
Les dents du stator peuvent comporter des épanouissements polaires. En variante, les dents du stator sont dépourvues d’épanouissements polaires.The stator teeth may include polar flares. Alternatively, the stator teeth do not have polar flares.
Le stator peut comporter une carcasse extérieure entourant la culasse.The stator may include an external carcass surrounding the cylinder head.
Les dents du stator peuvent être réalisées avec un empilage de tôles magnétiques, recouvertes chacune d’une résine isolante, afin de limiter les pertes par courants induits.The stator teeth can be made with a stack of magnetic sheets, each covered with an insulating resin, in order to limit losses through induced currents.
La machine peut comporter une, deux ou trois entretoises de fixation du connecteur de phases au carter.The machine may include one, two or three spacers for fixing the phase connector to the casing.
La machine peut comporter entre 1 et 10, mieux entre 1 et 8, mieux entre 1 et 6, mieux entre 1 et 3 entretoises de fixation au carter.The machine can have between 1 and 10, better between 1 and 8, better between 1 and 6, better between 1 and 3 spacers for fixing to the casing.
La machine peut comporter un nombre d’entretoises de fixation au carter au plus égal au nombre d’encoches du stator, voire au plus égal à la moitié du nombre d’encoches du stator, mieux au plus égal à un tiers du nombre d’encoches du stator, mieux encore au plus égal à un quart du nombre d’encoches du stator, voire au plus égal à un huitième du nombre d’encoches du stator, au plus égal à un douzième du nombre d’encoches du stator. The machine may include a number of spacers for fixing to the casing at most equal to the number of notches of the stator, or even at most equal to half the number of notches of the stator, better still at most equal to a third of the number of notches of the stator, better still at most equal to a quarter of the number of notches of the stator, or even at most equal to an eighth of the number of notches of the stator, at most equal to a twelfth of the number of notches of the stator.
Le connecteur de phases peut être de préférence sensiblement circulaire. La ou les entretoises peuvent être disposées dans les espaces disponibles entre les pattes de connexion aux conducteurs de bobinage stator et les pattes de connexion à un bus de l’onduleur. Ceci permet d’obtenir un connecteur de phases plus compact.The phase connector may preferably be substantially circular. The spacer(s) can be placed in the spaces available between the connection tabs to the stator winding conductors and the connection tabs to an inverter bus. This makes it possible to obtain a more compact phase connector.
Les entretoises peuvent être équiréparties sur le connecteur de phases autour de l’axe de rotation de la machine électrique. Par exemple, le connecteur de phases peut comporter deux entretoises disposées à sensiblement 180° l’une de l’autre autour de l’axe de rotation de la machine électrique. En variante, le connecteur de phases peut comporter trois entretoises disposées à sensiblement 120° les unes des autres autour de l’axe de rotation de la machine électrique.The spacers can be equally distributed on the phase connector around the axis of rotation of the electrical machine. For example, the phase connector may include two spacers arranged approximately 180° apart around the axis of rotation of the electrical machine. Alternatively, the phase connector may comprise three spacers arranged at approximately 120° from each other around the axis of rotation of the electrical machine.
En variante, les entretoises ne sont pas équiréparties. Deux entretoises consécutives peuvent être séparées d’un angle compris entre 30 et 180°, mieux entre 40 et 140°, mieux entre 60 et 120°, par exemple d’un angle de l’ordre de 60° ou de 120°.Alternatively, the spacers are not equally distributed. Two consecutive spacers can be separated by an angle between 30 and 180°, better between 40 and 140°, better between 60 and 120°, for example by an angle of the order of 60° or 120°.
Le connecteur de phases peut comporter une première partie comportant les pattes de connexions aux conducteurs de bobinage stator et une deuxième partie comportant les pattes de connexion à un bus de l’onduleur. Le maintien mécanique du connecteur de phases au reste de la machine électrique est principalement assuré du côté de la première partie comportant les pattes de connexion aux conducteurs de bobinage stator. À cause de ce maintien principal d’un seul côté, le connecteur de phases peut risquer de tourner autour d’un axe de vibration correspondant à l’axe de séparation entre les deux parties. Ceci peut augmenter le risque de cassure des soudures entre les conducteurs électriques du bobinage et les pattes de connexions du connecteur de phases.The phase connector may comprise a first part comprising the connection tabs to the stator winding conductors and a second part comprising the connection tabs to an inverter bus. The mechanical retention of the phase connector to the rest of the electrical machine is mainly ensured on the side of the first part comprising the connection tabs to the stator winding conductors. Because of this main retention on one side only, the phase connector may risk rotating around an axis of vibration corresponding to the axis of separation between the two parts. This can increase the risk of breakage of the welds between the electrical conductors of the winding and the connection tabs of the phase connector.
On peut placer la ou les entretoises, notamment une ou deux entretoises, dans la deuxième partie du connecteur de phases comportant les pattes de connexion à un bus de l’onduleur. Le connecteur de phases est alors plus stable, et sa rotation est ainsi réduite. Dans le cas où le connecteur de phases comporte deux entretoises, elles peuvent être disposées de part et d’autre des pattes de connexion à un bus de l’onduleur.The spacer(s), in particular one or two spacers, can be placed in the second part of the phase connector comprising the connection tabs to an inverter bus. The phase connector is then more stable, and its rotation is thus reduced. If the phase connector has two spacers, they can be placed on either side of the inverter bus connection tabs.
Dans un mode de réalisation particulier, le connecteur de phases peut comporter trois entretoises, en particulier deux entretoises disposées dans la deuxième partie comportant les pattes de connexion à un bus de l’onduleur, notamment de part et d’autre des pattes de connexion à un bus de l’onduleur, et une entretoise disposée dans la première partie comportant les pattes de connexion aux conducteurs de bobinage stator, notamment en regard des pattes de connexion à un bus de l’onduleur.In a particular embodiment, the phase connector can comprise three spacers, in particular two spacers arranged in the second part comprising the connection tabs to a bus of the inverter, in particular on either side of the connection tabs to an inverter bus, and a spacer arranged in the first part comprising the connection tabs to the stator winding conductors, in particular opposite the connection tabs to an inverter bus.
L’écart angulaire entre une entretoise de fixation et la patte de connexion aux conducteurs de bobinage stator et/ou à un bus de l’onduleur la plus proche de ladite entretoise peut être supérieur à 3°, mieux supérieur à 25°, mieux supérieur à 40°, mieux supérieur à 55°, par exemple de l’ordre de 63° ou de l’ordre de 90°.The angular difference between a fixing spacer and the connection tab to the stator winding conductors and/or to an inverter bus closest to said spacer may be greater than 3°, better still greater than 25°, better still greater at 40°, better than 55°, for example around 63° or around 90°.
Au moins une entretoise peut être disposée à au moins 3°, mieux à au moins 25°, mieux à au moins 40°, mieux à au moins 55° par exemple à sensiblement 60° ou à sensiblement 90° d’un axe sollicitant du connecteur de phases.At least one spacer can be arranged at least 3°, better at least 25°, better at least 40°, better at least 55° for example at substantially 60° or substantially 90° from an axis requesting phase connector.
Au moins une entretoise peut être disposée à au plus 177°, mieux à au plus 155°, mieux à au plus 140°, mieux à au plus 125°, par exemple à sensiblement 120° ou 90° d’un axe sollicitant du connecteur de phases.At least one spacer can be arranged at most 177°, better at most 155°, better at most 140°, better at most 125°, for example at substantially 120° or 90° from an axis loading the connector of phases.
La distance minimale d’une entretoise à un axe sollicitant du connecteur de phase peut être supérieure à 3 mm, mieux supérieure à 10 mm, mieux supérieure à 20 mm, mieux supérieure à 30 mm, par exemple de l’ordre de 35 mm ou de 90 mm.The minimum distance from a spacer to an axis loading the phase connector can be greater than 3 mm, better than 10 mm, better than 20 mm, better than 30 mm, for example of the order of 35 mm or 90mm.
La distance minimale d’une entretoise à un axe sollicitant du connecteur de phase peut être inférieure à 150 mm, mieux inférieure à 130 mm, mieux inférieure à 110 mm, mieux inférieure à 90 mm, par exemple de l’ordre de 35 mm ou de 90 mm.The minimum distance from a spacer to an axis loading the phase connector may be less than 150 mm, better less than 130 mm, better less than 110 mm, better less than 90 mm, for example of the order of 35 mm or 90mm.
La ou les entretoises de fixation peuvent s’étendre axialement. Par «s’étendre axialement» il faut comprendre que les entretoises s’étendent le long d’un axe d’élongation parallèle à un axe de rotation X de la machine.The fixing spacer(s) may extend axially. By “ extend axially ” it is necessary to understand that the spacers extend along an axis of elongation parallel to an axis of rotation X of the machine.
En variante, la ou les entretoises peuvent s’étendre radialement, notamment perpendiculairement à un axe de rotation X de la machine, par exemple selon un ou des axes sollicitant de la machine.Alternatively, the spacer(s) can extend radially, in particular perpendicular to an axis of rotation X of the machine, for example along one or more axes loading the machine.
La surface extérieure et/ou la surface intérieure de la ou les entretoises de fixation peut être de forme sensiblement cylindrique.The exterior surface and/or the interior surface of the fixing spacer(s) may be of substantially cylindrical shape.
La ou les entretoises de fixation peuvent comporter une ou plusieurs ailettes disposées à leur base. Ces ailettes permettent de rigidifier les entretoises de fixation.The fixing spacer(s) may include one or more fins arranged at their base. These fins make it possible to stiffen the fixing spacers.
Les entretoises peuvent être adaptées pour recevoir un élément de fixation. Par exemple, la ou les entretoises peuvent être des cylindres creux. Elles peuvent comporter une paroi délimitée par une surface externe et une surface interne. La surface interne du cylindre creux peut également être cylindrique. En variante, la ou les entretoises peuvent être des cylindres pleins.The spacers can be adapted to receive a fixing element. For example, the spacer(s) may be hollow cylinders. They may include a wall delimited by an external surface and an internal surface. The internal surface of the hollow cylinder can also be cylindrical. Alternatively, the spacer(s) may be solid cylinders.
La ou les entretoises peuvent être sensiblement indéformables. Ceci permet d’assurer un bon maintien mécanique du connecteur de phases et réduire ainsi les vibrations.The spacer(s) may be substantially non-deformable. This ensures good mechanical support of the phase connector and thus reduces vibrations.
Dans le cas d’une pluralité d’entretoises, les entretoises peuvent toutes avoir la même hauteur. En variante, les entretoises peuvent avoir des hauteurs différentes.In the case of a plurality of spacers, the spacers can all have the same height. Alternatively, the spacers may have different heights.
La ou les entretoises peuvent avoir une hauteur comprise entre 3 et 120 mm, mieux entre 5 et 90 mm, mieux entre 10 et 60 mm, mieux entre 15 et 30 mm, par exemple de l’ordre de 20 mm. Le choix de la hauteur de l’entretoise peut dépendre de la distance entre le connecteur de phases et la surface interne du carter. Dans le cas d’une entretoise adaptée pour recevoir un élément de fixation, le choix de la hauteur de l’entretoise peut aussi dépendre de la longueur de l’élément de fixation.The spacer(s) may have a height of between 3 and 120 mm, better between 5 and 90 mm, better between 10 and 60 mm, better between 15 and 30 mm, for example of the order of 20 mm. The choice of spacer height may depend on the distance between the phase connector and the internal surface of the housing. In the case of a spacer adapted to receive a fastening element, the choice of the height of the spacer may also depend on the length of the fastening element.
La ou les entretoises peuvent être de section transversale sensiblement circulaire.The spacer(s) may be of substantially circular cross section.
Le diamètre extérieur d’une entretoise peut être compris entre 3 et 100 mm, mieux entre 4 et 70 mm, mieux entre 5 et 40 mm, mieux entre 6 et 10 mm, par exemple de l’ordre de 7 mm.The external diameter of a spacer can be between 3 and 100 mm, better between 4 and 70 mm, better between 5 and 40 mm, better between 6 and 10 mm, for example of the order of 7 mm.
La section transversale délimitée par la surface interne du cylindre creux d’une entretoise peut avoir une surface comprise entre 12 et 5000 mm², mieux entre 20 et 3500 mm², mieux entre 25 et 2000 mm², par exemple de l’ordre de 28 mm².The cross section delimited by the internal surface of the hollow cylinder of a spacer can have a surface area of between 12 and 5000 mm², better still between 20 and 3500 mm², better still between 25 and 2000 mm², for example of the order of 28 mm².
La surface s’étendant entre le diamètre interne et le diamètre externe du cylindre creux d’une entretoise peut avoir une superficie comprise entre 4 et 6600 mm², mieux entre 10 et 4000 mm², mieux entre 20 et 2000 mm², mieux entre 30 et 500 mm², par exemple de l’ordre de 32 mm².The surface extending between the internal diameter and the external diameter of the hollow cylinder of a spacer can have an area of between 4 and 6600 mm², better between 10 and 4000 mm², better between 20 and 2000 mm², better between 30 and 500 mm², for example of the order of 32 mm².
Le diamètre intérieur d’une entretoise qui est un cylindre creux peut être compris entre 1 et 40 mm, mieux entre 1,5 et 30 mm, mieux entre 2 et 20 mm, mieux entre 2,5 et 10 mm, par exemple de l’ordre de 3mm.The internal diameter of a spacer which is a hollow cylinder can be between 1 and 40 mm, better between 1.5 and 30 mm, better between 2 and 20 mm, better between 2.5 and 10 mm, for example of l order of 3mm.
Lorsqu’une entretoise est un cylindre creux, l’épaisseur de la paroi, c’est-à-dire l’épaisseur entre la surface externe et la surface interne peut être comprise entre 0,5 et 30 mm, mieux entre 1 et 20 mm, mieux entre 1,5 et 10 mm, mieux entre 1,7 et 5 mm, par exemple de l’ordre de 2 mm. L’épaisseur est ainsi suffisante pour permettre un bon maintien d’un élément de fixation dans l’entretoise.When a spacer is a hollow cylinder, the thickness of the wall, that is to say the thickness between the external surface and the internal surface can be between 0.5 and 30 mm, better between 1 and 20 mm, better between 1.5 and 10 mm, better between 1.7 and 5 mm, for example of the order of 2 mm. The thickness is thus sufficient to allow good retention of a fixing element in the spacer.
La ou les entretoises de fixation peuvent être raccordées au connecteur de phases, en particulier au support isolant du connecteur de phases.The fixing spacer(s) can be connected to the phase connector, in particular to the insulating support of the phase connector.
La ou les entretoises peuvent être en matière thermoplastique comme par exemple en Polyamide 6 (PA6), en Polysulfure de phénylène (PPS), en Polytéréphtalate de butylène (PBT), en Polyphthalamide (PPA), cette liste n’étant pas limitative. La matière thermoplastique peut être renforcée par des charges, comme par exemple des fibres, notamment des fibres de verre, ou des particules. La ou les entretoises peuvent être en matière thermodurcissable comme par exemple en polyimide. The spacer(s) may be made of thermoplastic material such as for example Polyamide 6 (PA6), Polyphenylene sulphide (PPS), Polybutylene terephthalate (PBT), Polyphthalamide (PPA), this list is not exhaustive. The thermoplastic material can be reinforced by fillers, such as for example fibers, in particular glass fibers, or particles. The spacer(s) may be made of thermosetting material such as polyimide for example.
Le support isolant du connecteur de phases peut être en matière thermoplastique comme par exemple en Polyamide 6 (PA6), en Polysulfure de phénylène (PPS), en Polytéréphtalate de butylène (PBT), en Polyphthalamide (PPA), cette liste n’étant pas limitative. La matière thermoplastique peut être renforcée par des charges comme par exemple des fibres notamment des fibres de verre ou des particules. Le support isolant du connecteur de phases peut être en matière thermodurcissable comme par exemple en polyimide. The insulating support of the phase connector can be made of thermoplastic material such as for example Polyamide 6 (PA6), Polyphenylene sulphide (PPS), Polybutylene terephthalate (PBT), Polyphthalamide (PPA), this list not being limiting. The thermoplastic material can be reinforced by fillers such as, for example, fibers, notably glass fibers or particles. The insulating support of the phase connector can be made of thermosetting material such as polyimide for example.
La ou les entretoises de fixation peuvent être réalisées dans le même matériau que le support isolant du connecteur de phases. En variante, la ou les entretoises peuvent être réalisées dans un matériau différent de celui du support isolant.The fixing spacer(s) can be made of the same material as the insulating support of the phase connector. Alternatively, the spacer(s) can be made of a material different from that of the insulating support.
La ou les entretoises peuvent être d’un seul tenant avec le support isolant du connecteur de phases. En variante, la ou les entretoises peuvent être rapportées sur le connecteur de phases, par exemple elles peuvent être collées sur celui-ci, notamment sur le support isolant. En variante elles peuvent être fixées au connecteur de phases par exemple au moyen d’un ensemble vis et écrou.The spacer(s) may be in one piece with the insulating support of the phase connector. Alternatively, the spacer(s) can be attached to the phase connector, for example they can be glued to it, in particular to the insulating support. Alternatively, they can be fixed to the phase connector, for example using a screw and nut assembly.
Dans une autre variante de réalisation, la ou les entretoises peuvent être raccordées au carter. La ou les entretoises peuvent être en matière plastique ou dans un matériau métallique. La ou les entretoises peuvent être d’un seul tenant avec le carter. En variante, la ou les entretoises peuvent être rapportées sur le carter, par exemple elles peuvent être collées sur celui-ci. En variante elles peuvent être fixées au carter par exemple au moyen d’un ensemble vis et écrou. Un élément de fixation, par exemple une vis, peut traverser une entretoise raccordée au carter et peut être fixé, par exemple vissé, sur le connecteur de phases.In another alternative embodiment, the spacer(s) can be connected to the casing. The spacer(s) may be made of plastic or of a metallic material. The spacer(s) may be in one piece with the casing. Alternatively, the spacer(s) can be attached to the casing, for example they can be glued to it. Alternatively they can be fixed to the casing for example by means of a screw and nut assembly. A fixing element, for example a screw, can pass through a spacer connected to the casing and can be fixed, for example screwed, on the phase connector.
Le carter peut présenter une ou plusieurs ouvertures de fixation en regard de chaque entretoise de fixation. La ou les ouvertures de fixation peuvent être traversantes.The casing may have one or more fixing openings facing each fixing spacer. The fixing opening(s) may be through.
Chaque entretoise de fixation peut être fixée au carter par un élément de fixation qui peut s’étendre à travers une des ouvertures de fixation du carter.Each mounting spacer may be secured to the housing by a fastener which may extend through one of the mounting openings in the housing.
L’élément de fixation permet d’exercer un effort de compression sur le carter qui peut ainsi maintenir le connecteur de phases en place.The fixing element makes it possible to exert a compressive force on the casing which can thus hold the phase connector in place.
L’élément de fixation peut avoir une longueur comprise entre 3 et 120 mm, mieux entre 5 et 90 mm, mieux entre 10 et 60 mm, mieux entre 15 et 30 mm, par exemple de l’ordre de 14 mm.The fixing element can have a length between 3 and 120 mm, better between 5 and 90 mm, better between 10 and 60 mm, better between 15 and 30 mm, for example of the order of 14 mm.
La longueur de l’élément de fixation est choisie de telle sorte que la longueur de prise est suffisante pour permettre d’avoir un effort d’arrachement suffisamment haut pour ne pas avoir de problème en vibratoire. La longueur de l’élément de fixation peut être deux fois supérieure à son diamètre. Le diamètre de l’élément de fixation est choisi pour avoir un effort à l’arrachement supérieur à l’effort généré par les vibrations.The length of the fixing element is chosen such that the grip length is sufficient to allow a sufficiently high pull-out force to avoid any vibration problems. The length of the fastener can be twice its diameter. The diameter of the fixing element is chosen to have a pull-out force greater than the force generated by vibrations.
Dans un mode de réalisation, avant leur fixation au carter, les entretoises peuvent être dépourvues de filetage, par exemple de pas de vis, sur leur paroi interne. La paroi interne de la ou des entretoises peut être lisse. Ceci permet d’améliorer le maintien mécanique de l’entretoise.In one embodiment, before their attachment to the casing, the spacers may be devoid of threads, for example screw threads, on their internal wall. The internal wall of the spacer(s) may be smooth. This improves the mechanical support of the spacer.
L’élément de fixation peut être inséré depuis l’extérieur du carter à travers l’ouverture de fixation puis fixé à l’entretoise. En variante l’élément de fixation peut être inséré depuis l’intérieur du carter au travers de l’ouverture de fixation. Par exemple, une vis peut être déjà présente sur le connecteur de phases, puis on peut insérer le connecteur de phases et le stator dans le carter en faisant passer la vis à travers l’ouverture de fixation du carter et enfin on peut finaliser la fixation du connecteur de phases au carter avec un écrou disposé à l’extérieur du carter.The fastener can be inserted from outside the housing through the fastening opening and then attached to the spacer. Alternatively, the fixing element can be inserted from inside the casing through the fixing opening. For example, a screw may already be present on the phase connector, then we can insert the phase connector and the stator into the housing by passing the screw through the fixing opening of the housing and finally we can finalize the fixing from the phase connector to the housing with a nut placed outside the housing.
L’élément de fixation peut être une vis auto-formeuse. Par «vis auto-formeuse» il faut comprendre une vis qui crée un filetage en déformant le matériau à l’intérieur de l’entretoise. L’élément de fixation peut ne pas être une vis auto-taraudeuse.The fixing element may be a self-forming screw. By “ self-forming screw ” we mean a screw which creates a thread by deforming the material inside the spacer. The fastener may not be a self-tapping screw.
En variante, l’élément de fixation peut être une vis auto-taraudeuse. Par «vis auto-taraudeuse» il faut comprendre une vis qui crée un filetage en coupant le matériau à l’intérieur de l’entretoise. On crée alors des angles vifs dans le matériau plastique.Alternatively, the fastening element may be a self-tapping screw. By “ self-tapping screw ” we mean a screw that creates a thread by cutting the material inside the spacer. We then create sharp angles in the plastic material.
L’élément de fixation peut être une vis et chaque entretoise de fixation peut comporter un insert adapté pour recevoir ladite vis.The fixing element may be a screw and each fixing spacer may include an insert adapted to receive said screw.
L’insert peut être sertis. En variante l’insert peut être surmoulé. L’insert peut être métallique. En variante l’insert peut être en matière plastique. L’insert peut par exemple comporter un ou plusieurs épaulements.The insert can be crimped. Alternatively, the insert can be overmolded. The insert can be metallic. Alternatively, the insert can be made of plastic. The insert may for example include one or more shoulders.
L’utilisation d’un insert permet d’améliorer le maintien mécanique du connecteur de phases au carter via l’entretoise.The use of an insert makes it possible to improve the mechanical retention of the phase connector to the casing via the spacer.
L’entretoise de fixation peut s’étendre à travers l’ouverture de fixation du carter, et l’entretoise peut comporter à son extrémité libre un épaulement exerçant une force de compression contre le carter, en particulier contre la face externe du carter.The fixing spacer can extend through the fixing opening of the casing, and the spacer may include at its free end a shoulder exerting a compressive force against the casing, in particular against the external face of the casing.
Dans ce mode de réalisation, la fixation du connecteur de phases au carter est assurée par la ou les entretoises. Il n’y a pas d’élément supplémentaire de fixation tel que des vis. Ce mode de réalisation permet donc une fixation simple.In this embodiment, the fixing of the phase connector to the casing is ensured by the spacer(s). There are no additional fixing elements such as screws. This embodiment therefore allows simple fixing.
Dans ce mode de réalisation, l’entretoise peut être un cylindre plein.In this embodiment, the spacer can be a solid cylinder.
L’épaulement de chaque entretoise peut être obtenu par bouterollage. Le bouterollage permet de déformer localement l’entretoise de sorte à former un excès de matière créant ainsi l’épaulement. La bouterolle est appliquée sur chaque entretoise s’étendant à travers une ouverture de fixation depuis l’extérieur du carter.The shoulder of each spacer can be obtained by bolting. The bolting allows the spacer to be locally deformed so as to form excess material, thus creating the shoulder. The bolt is applied to each spacer extending through a mounting opening from the exterior of the housing.
La ou les entretoises peuvent être en matière plastique, on parle alors de bouterollage. En variante, la ou les entretoises peuvent être métalliques, on parle alors de rivetage.The spacer(s) can be made of plastic, we then speak of bolting. Alternatively, the spacer(s) can be metallic, this is then called riveting.
Les pattes de connexion aux conducteurs de bobinage stator et/ou à un bus d’alimentation du stator peuvent être équiréparties autour d’un axe de rotation X de la machine.The connection tabs to the stator winding conductors and/or to a stator power bus can be equally distributed around an axis of rotation X of the machine.
L’équipartition des pattes de connexion aux conducteurs de bobinage permet de répartir les points de fixation du connecteur de phases au stator. Les vibrations sont donc moins concentrées sur un axe sollicitant, elles sont ainsi mieux réparties. Ceci réduit le risque de cassure des soudures entre les pattes de connexion du connecteur de phases et les conducteurs électrique du bobinage.The distribution of the connection tabs to the winding conductors makes it possible to distribute the fixing points of the phase connector to the stator. The vibrations are therefore less concentrated on a loading axis, they are thus better distributed. This reduces the risk of breakage of the solders between the connection tabs of the phase connector and the electrical conductors of the winding.
La machine selon l’invention peut avoir une puissance d’au moins 10 kW, mieux d’au moins 15 kW, mieux d’au moins 20 kW, par exemple de l’ordre de 25 kW ou de 157 kW ou de 180 kW.The machine according to the invention can have a power of at least 10 kW, better still at least 15 kW, better still at least 20 kW, for example of the order of 25 kW or 157 kW or 180 kW. .
Le poids de la machine peut être compris entre 10 et 120 kg, mieux entre 15 et 100 kg, mieux entre 20 et 80 kg, par exemple de l’ordre de 25 kg.The weight of the machine can be between 10 and 120 kg, better between 15 and 100 kg, better between 20 and 80 kg, for example around 25 kg.
La longueur du carter principal seul peut être comprise entre 200 et 600 cm, mieux entre 210 et 500 cm, mieux entre 220 et 450 cm, mieux entre 230 et 400 cm, par exemple de l’ordre de 250 cm.The length of the main casing alone can be between 200 and 600 cm, better between 210 and 500 cm, better between 220 and 450 cm, better between 230 and 400 cm, for example of the order of 250 cm.
Le diamètre du stator peut être compris entre 100 et 400 mm, mieux entre 110 et 300 mm, mieux entre 120 et 260 mm, mieux entre 130 et 220 mm, par exemple de l’ordre de 150 mm.The diameter of the stator can be between 100 and 400 mm, better between 110 and 300 mm, better between 120 and 260 mm, better between 130 and 220 mm, for example of the order of 150 mm.
Le système de connexion du connecteur de phases au carter permet de réduire les vibrations de la machine électrique.The connection system of the phase connector to the casing reduces the vibrations of the electrical machine.
Au moins une partie des conducteurs de bobinage stator, voire une majorité des conducteurs de bobinage stator, étant en forme d'épingle en U ou en I.At least part of the stator winding conductors, or even a majority of the stator winding conductors, being in the shape of a U or I pin.
Les machines électriques bobinées avec des fils et non avec des épingles sont directement reliées à l’onduleur. Il n’y a donc pas besoin de connecteur de phases contrairement aux machines bobinées avec des épingles. Les sollicitations vibratoires d’une machine électrique bobinée avec des fils sont donc moins importantes.Electrical machines wound with wires and not with pins are directly connected to the inverter. There is therefore no need for a phase connector unlike machines wound with pins. The vibrational stresses of an electrical machine wound with wires are therefore less significant.
L’invention a également pour objet, selon un autre de ses aspects, indépendamment ou en combinaison avec ce qui précède, un véhicule comportant une machine électrique selon l’une quelconque des revendications précédentes, le véhicule étant hybride.The invention also relates, according to another of its aspects, independently or in combination with the above, to a vehicle comprising an electric machine according to any one of the preceding claims, the vehicle being hybrid.
Le véhicule peut par exemple comporter en plus du moteur électrique un moteur thermique, par exemple un moteur à essence. The vehicle can for example include in addition to the electric motor a thermal engine, for example a gasoline engine.
Une machine électrique d’un véhicule hybride présente une sollicitation vibratoire forte puisqu’elle cumule les vibrations thermiques et les vibrations électriques. La machine électrique selon l’invention permet de réduire simultanément ces deux types de vibrations.An electric machine of a hybrid vehicle presents a strong vibrational load since it combines thermal vibrations and electrical vibrations. The electric machine according to the invention makes it possible to simultaneously reduce these two types of vibrations.
En variante le véhicule peut être électrique. Il peut alors comporter uniquement une machine électrique.Alternatively, the vehicle can be electric. It can then only include an electric machine.
L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, d’exemples de mise en œuvre non limitatifs de celle-ci, et à l’examen des dessins annexés, sur lesquels :The invention can be better understood on reading the description which follows, non-limiting examples of its implementation, and on examining the appended drawings, in which:
Sur les figures et dans la suite de la description, les mêmes références représentent des éléments identiques ou similaires.In the figures and in the remainder of the description, the same references represent identical or similar elements.
On a illustré aux figures 1a, 1b et 1c une machine électrique 1 selon un mode de réalisation connu de l’art antérieur. Cette machine électrique 1 comporte un carter 2, un stator 3 disposé dans le carter 2, et un connecteur de phases 4. Le stator 3 comporte des conducteurs électriques de bobinage qui forment des têtes de bobines 30. La carter 2, le stator 3 et le connecteur de phases 4 sont coaxiaux.Figures 1a, 1b and 1c illustrate an electric machine 1 according to an embodiment known from the prior art. This electrical machine 1 comprises a casing 2, a stator 3 disposed in the casing 2, and a phase connector 4. The stator 3 comprises electrical winding conductors which form coil heads 30. The casing 2, the stator 3 and the 4 phase connector are coaxial.
Le connecteur de phases 4 comporte un support isolant 40 portant des conducteurs électriques de connecteur de phases présentant des pattes de connexion aux conducteurs de bobinage stator 41 et des pattes de connexion à un bus de l’onduleur 42. Le connecteur de phases 4 comporte également une fixation pour un capteur de température 43.The phase connector 4 comprises an insulating support 40 carrying phase connector electrical conductors having connection tabs to the stator winding conductors 41 and connection tabs to a bus of the inverter 42. The phase connector 4 also comprises a fixing for a temperature sensor 43.
Le connecteur de phases 40 est fixé aux têtes de bobine 30 du stator par des soudures entre les pattes de connexion aux conducteurs de bobinage stator 41 et les conducteurs électriques de bobinage. Dans ce mode de réalisation, il n’y a pas d’autre fixation du connecteur de phases au reste de la machine électrique.The phase connector 40 is fixed to the stator coil heads 30 by welds between the connection tabs to the stator winding conductors 41 and the electrical winding conductors. In this embodiment, there is no other attachment of the phase connector to the rest of the electrical machine.
Les pattes de connexion aux conducteurs de bobinage stator 41 sont en majorité disposées à l’opposé des pattes de connexion à un bus de l’onduleur 42. La portion du connecteur de phases qui ne comporte pas de pattes de connexion aux conducteurs de bobinage stator 41 n’est donc pas fixée au bobinage stator. Lors du fonctionnement de la machine, le connecteur de phases vibre autour de l’axe sollicitant Y.The connection tabs to the stator winding conductors 41 are mainly arranged opposite the connection tabs to a bus of the inverter 42. The portion of the phase connector which does not include connection tabs to the stator winding conductors 41 is therefore not fixed to the stator winding. When the machine operates, the phase connector vibrates around the Y axis.
Ces vibrations peuvent entrainer notamment des détériorations des soudures entre les pattes de connexion aux conducteurs de bobinage stator 41 et les conducteurs électriques de bobinage.These vibrations can lead in particular to damage to the welds between the connection tabs to the stator winding conductors 41 and the electrical winding conductors.
La machine 1 selon le mode de réalisation des figures 2a à 2e, comporte un carter 2, un stator 3 et un connecteur de phases 4 tel que décrit ci-dessus.The machine 1 according to the embodiment of Figures 2a to 2e, comprises a casing 2, a stator 3 and a phase connector 4 as described above.
Dans ce mode de réalisation, le connecteur de phases comporte en outre une entretoise de fixation 5 au carter 1.In this embodiment, the phase connector further comprises a fixing spacer 5 to the casing 1.
L’entretoise de fixation 5 est faite d’un seul tenant avec le support isolant 40 du connecteur de phases. Elle présente une surface extérieure sensiblement cylindrique. Comme cela est plus particulièrement visible à la
Dans ce mode de réalisation, l’élément de fixation 51, qui est par exemple une vis, est inséré depuis l’extérieur du carter et est vissé dans l’entretoise de fixation 5. L’élément de fixation 51 exerce ainsi un effort de compression contre la paroi extérieure du carter. L’entretoise de fixation 5 et l’élément de fixation 51 permettent de créer un point de fixation du connecteur de phases 4 au carter 2 et ainsi réduire les vibrations de la machine, en particulier du connecteur de phases, lors du fonctionnement de la machine.In this embodiment, the fixing element 51, which is for example a screw, is inserted from the outside of the casing and is screwed into the fixing spacer 5. The fixing element 51 thus exerts a force of compression against the outer wall of the casing. The fixing spacer 5 and the fixing element 51 make it possible to create a fixing point for the phase connector 4 to the casing 2 and thus reduce the vibrations of the machine, in particular of the phase connector, during operation of the machine .
Une autre variante de réalisation de l’invention est représentée aux figures 3a et 3b. Dans cette variante, les pattes de connexion aux conducteurs de bobinage stator 41 sont réparties différemment. Dans ce mode de réalisation, l’écart angulaire α entre l’entretoise 5 et la patte de connexion aux conducteurs de bobinage stator 41a la plus proche de ladite entretoise est de l’ordre de 17°.Another alternative embodiment of the invention is shown in Figures 3a and 3b. In this variant, the connection tabs to the stator winding conductors 41 are distributed differently. In this embodiment, the angular difference α between the spacer 5 and the connection tab to the stator winding conductors 41a closest to said spacer is of the order of 17°.
Dans le mode de réalisation de la
Dans le mode de réalisation de la
Deux des entretoises de fixation 5a, 5b sont disposées de part et d’autre des pattes de connexion à un bus de l’onduleur 42. Une troisième entretoise de fixation 5c peut être disposée entre deux pattes de connexion aux conducteurs de bobinage stator 41. L’écart angulaire entre deux entretoises de fixation 5a, 5b, 5c est de l’ordre de 120°.Two of the fixing spacers 5a, 5b are arranged on either side of the connection tabs to a bus of the inverter 42. A third fixing spacer 5c can be placed between two connection tabs to the stator winding conductors 41. The angular distance between two fixing spacers 5a, 5b, 5c is of the order of 120°.
Dans une autre variante de réalisation, les pattes de connexion aux conducteurs de bobinage stator 41 peuvent ne pas être toutes d’un même côté du connecteur de phases. Par exemple, dans le mode de réalisation des figures 6a et 6b, les pattes de connexion aux conducteurs de bobinage stator 41 sont sensiblement équiréparties autour de l’axe de rotation X de la machine 1. L’équipartition des pattes de connexion aux conducteurs de bobinage stator 41 permet d’éviter que le connecteur de phases 4 vibre principalement autour d’un axe sollicitant, comme dans le cas des figures 1a à 1c. Les soudures entre les pattes de connexion aux conducteurs de bobinage stator 41 et les conducteurs électriques de bobinage présentent sur l’axe sollicitant se fissurent donc moins. L’usure de la machine électrique est ainsi réduite.In another alternative embodiment, the connection tabs to the stator winding conductors 41 may not all be on the same side of the phase connector. For example, in the embodiment of Figures 6a and 6b, the connection tabs to the stator winding conductors 41 are substantially equally distributed around the axis of rotation stator winding 41 prevents the phase connector 4 from vibrating mainly around a loading axis, as in the case of Figures 1a to 1c. The welds between the connection tabs to the stator winding conductors 41 and the electrical winding conductors present on the loading axis therefore crack less. Wear and tear on the electrical machine is thus reduced.
Comme illustré à la
Comme illustré à la
Dans la variante illustrée aux figures 8a et 8b, le cylindre creux peut comporter un insert 52, par exemple un insert métallique. Cet insert 52 présente un pas de vis correspondant au pas de l’élément de fixation 51. Le maintien de l’élément de fixation 51 dans l’entretoise 5 est ainsi assuré par l’insert 52. Dans ce mode de réalisation, le cylindre peut comporter à sa base des ailettes 53. Ces dernières permettent de rigidifier les entretoises de fixations.In the variant illustrated in Figures 8a and 8b, the hollow cylinder may include an insert 52, for example a metal insert. This insert 52 has a screw pitch corresponding to the pitch of the fixing element 51. The retention of the fixing element 51 in the spacer 5 is thus ensured by the insert 52. In this embodiment, the cylinder can have fins 53 at its base. These make it possible to stiffen the fixing spacers.
Dans l’exemple de réalisation des figures 9a, 9b, 9c et 9d, l’entretoise de fixation 5 du connecteur de phases 4 n’est pas fixée au carter 2 au moyen d’une vis. Dans cet exemple l’entretoise de fixation 5 est insérée dans l’ouverture traversante du carter qui lui fait face. Puis, l’extrémité de l’entretoise de fixation est déformée à l’aide d’une bouterolle, afin de former un bourrelet de matière 54 présentant un épaulement qui exerce une force de compression contre la paroi extérieure du carter 3. L’entretoise de fixation est ainsi fixée au carter.In the exemplary embodiment of Figures 9a, 9b, 9c and 9d, the fixing spacer 5 of the phase connector 4 is not fixed to the casing 2 by means of a screw. In this example, the fixing spacer 5 is inserted into the through opening of the casing facing it. Then, the end of the fixing spacer is deformed using a dowel, in order to form a bead of material 54 having a shoulder which exerts a compressive force against the exterior wall of the casing 3. The spacer fixing is thus fixed to the casing.
La
La
La
Dans cet exemple de réalisation, l’entretoise de fixation est réalisée dans un matériau déformable, par exemple en Polysulfure de phénylène (PPS). In this exemplary embodiment, the fixing spacer is made of a deformable material, for example polyphenylene sulfide (PPS) .
Une autre variante de réalisation est représentée à la
Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d’être décrits. Par exemple, le nombre d’entretoises de fixation et/ou leur forme et/ou leur disposition sur le connecteur de phases peuvent varier.Of course, the invention is not limited to the embodiments which have just been described. For example, the number of fixing spacers and/or their shape and/or their arrangement on the phase connector may vary.
Claims (15)
- un carter (2),
- un stator (3) comportant des conducteurs électriques de bobinage stator, le stator étant disposé dans le carter, notamment par frettage,
- un onduleur,
- un connecteur de phases (4), comportant un support isolant (40) portant des conducteurs électriques de connecteur de phases présentant des pattes de connexion aux conducteurs de bobinage stator (41) et/ou à un bus de l’onduleur (42), et
- une ou plusieurs entretoises de fixation (5) du connecteur de phases au carter.Rotating electric machine (1) comprising:
- a casing (2),
- a stator (3) comprising stator winding electrical conductors, the stator being arranged in the casing, in particular by hooping,
- an inverter,
- a phase connector (4), comprising an insulating support (40) carrying phase connector electrical conductors having connection tabs to the stator winding conductors (41) and/or to an inverter bus (42) , And
- one or more spacers (5) for fixing the phase connector to the casing.
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