WO2008017785A2 - Agencement d'un circuit electronique dans une machine electrique tournante et machine electrique tournante comportant un tel agencement - Google Patents

Agencement d'un circuit electronique dans une machine electrique tournante et machine electrique tournante comportant un tel agencement Download PDF

Info

Publication number
WO2008017785A2
WO2008017785A2 PCT/FR2007/051785 FR2007051785W WO2008017785A2 WO 2008017785 A2 WO2008017785 A2 WO 2008017785A2 FR 2007051785 W FR2007051785 W FR 2007051785W WO 2008017785 A2 WO2008017785 A2 WO 2008017785A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotor
arrangement according
electronic circuit
radiators
retarder
Prior art date
Application number
PCT/FR2007/051785
Other languages
English (en)
Other versions
WO2008017785A3 (fr
Inventor
Bruno Dessirier
Stéphane Hailly
Original Assignee
Telma
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Telma filed Critical Telma
Priority to EP07823692A priority Critical patent/EP2050180A2/fr
Publication of WO2008017785A2 publication Critical patent/WO2008017785A2/fr
Publication of WO2008017785A3 publication Critical patent/WO2008017785A3/fr

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K49/00Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes
    • H02K49/02Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the asynchronous induction type
    • H02K49/04Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the asynchronous induction type of the eddy-current hysteresis type
    • H02K49/043Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the asynchronous induction type of the eddy-current hysteresis type with a radial airgap
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/04Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for rectification
    • H02K11/042Rectifiers associated with rotating parts, e.g. rotor cores or rotary shafts
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/20Structural association with auxiliary dynamo-electric machines, e.g. with electric starter motors or exciters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/207Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium with openings in the casing specially adapted for ambient air
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/11Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with dynamo-electric clutches
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H02K9/04Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
    • H02K9/06Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft

Definitions

  • the present invention relates to an arrangement of at least one electronic circuit in a rotating electrical machine such as an electromagnetic retarder, and a rotating electrical machine comprising such an arrangement.
  • Rotating electrical machines for example electromagnetic motors, comprise means for creating a stream of a gaseous fluid, typically a stream of air, for cooling the induction coils arranged in a ring on a rotor of the electric machine and inside a stator that surrounds the rotor.
  • the stator is intended to be mounted on a chassis of a vehicle.
  • One of the cooling means is a fan described for example in EP-A-0331559 and FR-A-1467310 (US-A-3 416 016).
  • the fan is often also used to cool other heating elements, for example electronic circuits. Some units have two fans; they are usually hooked to a retarder tree.
  • the fan when When the retarder starts to operate, the fan (s) create a flow of air flowing to the retarder coils and to the electronic circuits to cool them. This cooling makes it possible to avoid a fall in performance of the hot retarder. Overall, a fan helps create up to ten percent of the total retarding torque generated by the retarder.
  • the inductor rotor is powered by a generator, for example a three-phase generator, through one or more rotating diode bridges.
  • the diode bridges mounted on radiators to ensure their cooling, are placed in a zone through which a cooling gaseous fluid is conveyed by means of the fan or fans of the retarder.
  • the electromagnetic slow-downs comprise, as described for example in documents FR-AI 467 730, EP-BO 331 559 and FR-A-2,814,003, a wound inductor rotor and a current generator provided with a supply rotor for supplying direct current to the coils of the inductor rotor via a DC rectifier device with rectifying components.
  • the rectifying device is a rectifier bridge carrying rectifying components in the form of diodes mounted in pairs, a diode of one pair being connected to ground and the other diode of this pair to a supply line of the coils of the inductor rotor.
  • the diodes 55 of the rectifier bridge are mounted in a support 56 integral with the front face of the inductor rotor of the retarder (FIG. 1 of the document) so that the diodes are implanted in a hot region, knowing that the coils of the inductor rotor can reach temperatures of the order of 200 ° C.
  • the current rectifier bridge is located in the vicinity of the coils of the rotor inducer of the retarder, so that it is implanted also in a hot region.
  • the diodes 18 of the rectifier bridge are mounted on a web 20 forming a flange for fastening to a plate secured to the output shaft of the gearbox so that that the diodes are implanted in a region with high mechanical stress.
  • the diodes are implanted at the inner periphery of the inductor rotor on the opposite side to the current generator so that the electrical connections between the diodes and the rotor of the generator are of great length. and that the diodes are implanted in a region of high heat.
  • the diode bridges are cooled with an already hot gaseous fluid, since having passed in front of the induction coils of the rotor. If, in addition, the retarder is equipped with a disengageable fan, the diode bridges may not be sufficiently cooled during and especially after use of the retarder.
  • the object of the invention is to overcome the various disadvantages mentioned above.
  • the invention must propose a solution that makes it possible, if possible, to optimize the mounting of one or more electronic circuits in a retarder, in particular components of the current rectifier, such as diodes or transistors. of the MOSFET type.
  • the invention must propose a solution which makes it possible to ensure a better cooling of one or more electronic circuits, hereinafter also briefly referred to as "electronics", of a rotary electrical machine, for example of an electromagnetic retarder, and to reduce the temperature of the components of the electronics, and this with simple, robust, and space-saving means and which, when the solution had to comprise additional parts compared to the fans used before the invention, allows them to be housed inside the electrical machine so that they do not contribute to an increase in the size of the electric machine, especially when it is a question of electromagnetic retarder.
  • the object of the invention is achieved with an arrangement of an electronic circuit in a rotating electrical machine, such as an electromagnetic retarder, comprising a wound inductor rotor and a current generator provided with a feed rotor for electrically feeding. the inductor rotor coiled via the electronic circuit.
  • the electronic circuit is mounted axially adjacent to the feed rotor forming a unitary assembly with the body of the feed rotor.
  • the adverb "axially” is used here as opposed to the adverb "laterally” and must express that the electronic circuit is disposed substantially within a dummy cylindrical envelope surrounding the feed rotor.
  • Another advantage is that the or each of the electronic circuits is close to the supply rotor of the current generator while being implanted in an area not dedicated to a connection in rotation with the retarder shaft, so that this area is less mechanically stressed.
  • the electronics of the rotating electrical machine is located in a cooler zone than that of the wound rotor.
  • This body provides a good support surface for the electronic circuit and is remote from the wound rotor of the transmitter.
  • This solution also makes it possible to implant a fan between the wound inductor rotor and the supply rotor.
  • the electric machine is an electromagnetic retarder comprising a wound inductor rotor and a current generator provided with a supply rotor for electrically feeding the wound inductor rotor via a rectifying component current rectifying device
  • the electronic circuit is a rectification device mounted axially adjacent the supply rotor forming a unitary assembly with the body of the supply rotor.
  • the invention therefore proposes in a first embodiment to arrange the electronics, that is to say the electronic circuit or circuits, in a position axially adjacent to the supply rotor and thus in the front part of the reactor, seen in the direction of the flow of the cooling gaseous fluid, that is to say directly at the inlet gaseous fluid in the space to be cooled, even before the location where an axial-acting fan is located in the reamers used prior to the invention.
  • the layout of the electronics in front of an electromagnetic retarder cleverly uses the retarder design.
  • the retarder comprises a rotating shaft for attachment to a main or secondary output shaft of a gearbox, to an input shaft of a rear axle of a motor vehicle, to a rear axle of a trailer or a semi-trailer or a gearbox with multiplication of speed, and a rotor integral in rotation with the rotating shaft, induction coils arranged in a ring on the rotor and inside a stator surrounding the rotor and intended to be mounted on a chassis of the vehicle, a generator mounted on one end of the rotary shaft of the rotor and supplying the induction coils, and an axial-acting fan for introducing a cooling gaseous fluid to the inside the retarder and to circulate it on induction coils and electronics.
  • the output of the gaseous fluid is assisted by means giving the flow of the gaseous fluid a transverse orientation with respect to the axis of the retarder.
  • the invention instead of cooling the electronics, as before the invention, by a gaseous fluid already heated, since passed in front of the induction coils, the invention therefore has the electronics in a place where the gaseous fluid is not yet heated, that is to say before the induction coils.
  • the invention thus makes it possible to increase the performance and reliability of the retarder by better controlling the cooling of the electronics.
  • the solution that the invention proposes is simple to integrate into the design of a retarder, is not bulky, is lightweight and very economical.
  • the invention also relates to the following features considered in isolation or in any technically possible combination:
  • the or each of the electronic circuits is arranged, seen in the direction of the flow of cooling gaseous fluid, alternately at the front or at the rear of the generator rotor of the rotating electrical machine;
  • the or each electronic circuit is disposed inside the body of the rotor of the generator of the rotating electrical machine, that is to say, it is or they are implanted in the thickness of the body of the power rotor; the or each of the electronic circuits is integral with the body of the supply rotor;
  • the electronic circuit is a current rectifier device comprising two radiators, respectively a negative radiator intended to be connected to ground and a positive radiator electrically isolated from the body of the supply rotor;
  • the electronic circuit is mounted on one or more supports forming one or more radiators, the or each radiator being provided with striations for increase the exchange surface;
  • the negative radiator is also electrically insulated with respect to the body of the supply rotor when the latter must not be connected to ground;
  • radiators are made of metal to better evacuate the heat
  • the diodes are mounted by force-fitting in the radiators and comprise for this purpose a knurled body;
  • the diodes are reported by brazing on the radiators;
  • the radiators are provided with radial fins or radial ribs to both increase the heat dissipation and to channel the flow of a gaseous cooling fluid, the radiators thus forming a radially-acting fan;
  • the body of the feed rotor is mechanically connected to the body of the stator wound by tie rods;
  • the generator stator cover forming a protective cover, is centrally perforated to channel the flow of a gaseous cooling fluid, generally air, licking the radiators (ribs or finned) components of the electronic circuit for example a current rectifying circuit; the circulation of the gaseous cooling fluid is caused by a fan of larger diameter than that of the body of the supply rotor; thanks to this arrangement, the bunks of the feed rotor of the generator are well cooled; the electronic circuit is fixed by means of an insulating support;
  • the insulating support has at its outer periphery ears for attachment to the body of the supply rotor;
  • the electronic circuit is located below the winding that includes the feed rotor.
  • the number of components of the electronic circuit or circuits depends on the number of phases of the generator.
  • the generator is of the three-phase type.
  • the generator may have 5, 6 or 7 phases.
  • the body of the feed rotor like the body of the wound rotor, is a rotor with salient poles.
  • this body is grooved for assembling windings with at least two stages, as described in document FR A 1 467 730.
  • the object of the invention is also achieved with an electromagnetic retarder in which the electronics is arranged as described above.
  • FIG. 1 is a perspective view, with local tearing, an electromagnetic retarder comprising several fans mounted on a rotating shaft of the retarder secured to a gearbox output shaft,
  • FIG. 2 is a perspective view, with local cutaway, of one of the two ends of a retarder of the invention, which comprises an arrangement of electronic circuits according to a preferred embodiment of the invention
  • FIG. 3 is a perspective view, with local cutaway, of the retarder of FIG. 2, shown with a view of the other of the two ends of the retarder and a representation of the cooling flow
  • FIG. 4 is a perspective view, with FIG. 5 is an axial sectional view of the retarder of FIG. 2, showing the arrangement of electronic circuits according to FIG. the invention and the flow of a gaseous cooling fluid through the retarder of FIG. 1;
  • FIG. 6 is a perspective view of the insulating support of the radiators of the rectifier bridge, and
  • FIG. 7 is a perspective view of the current rectifier bridge radiators equipped with diodes.
  • Figure 1 recalls the general structure of an electromagnetic retarder with two fans mounted on a rotating shaft of the retarder.
  • the electromagnetic retarder is shown in a perspective view with axial partial section and as being mounted on a gearbox 105 of a motor vehicle.
  • This retarder is intended to slow down a transmission shaft of the vehicle and more particularly here the output shaft of the gearbox 105, here via a speed multiplier described for example in the document FR-A-2861912 to which reference will be made.
  • the retarder generates an alternately distributed magnetic field in an internal ferromagnetic part 121 of a stator 110, which also comprises a cooling jacket 103 in a helical form in a single turn.
  • the jacket 103 is provided with an intake duct C and a discharge duct D.
  • the jacket 103 delimits, with the inner part 121, a chamber inside which a cooling fluid circulates, here the the engine of the vehicle.
  • the retarder comprises a rotating shaft 102 hooked on the output shaft, here a secondary output shaft, the gearbox 105 and an inductor rotor 101 integral in rotation with the rotating shaft 102.
  • Induction coils 107 are arranged in a ring on the rotor 101 and inside the stator 110 surrounding the rotor 101.
  • the stator 110 which comprises the cooling water jacket 103 and the inner part 121, is intended to be mounted on a chassis of the vehicle.
  • the retarder also comprises a current generator 106, here of the three-phase type, mounted on one end of the rotating shaft 102 of the rotor 101, a rotor 124 (see FIGS.
  • the fan 109A is axially acting while the fan 108 is radially acting, c ' that is to say centrifugal type, the blades of these two fans being configured accordingly.
  • the fan 109A is disengageable in this embodiment.
  • the generator 106 provides the excitation energy necessary to generate the alternating distribution magnetic field.
  • This generator 106 comprises an inductor stator 114 formed in the exemplary embodiment by a ring of coils or windings 104 of electrical wires around cores constituting multiple magnetic poles with alternating polarities, and the induced rotor 124 constituting a feed rotor for the rotor 101 with coils 107.
  • This supply-induced rotor 124 comprises a body 214 (FIGS. 4 and 5), here in the form of a bundle of sheets, as can be seen in FIGS. 2 and 3. This body carries in a embodiment of the cores for mounting induced coils so that the rotor 124 is at salient poles.
  • this body is provided with grooves for mounting coils or windings for example two stages as described in document FR-A-1 467 730.
  • the feed rotor 124 therefore comprises a winding comprising coils or windings.
  • a gaseous fluid, such as air can pass through the winding in all cases.
  • the stator 114 may comprise alternatively a body is provided with grooves for mounting coils or windings, for example two-stage as described in document FR-AI 467 730 allowing the passage of a gaseous fluid, such as 1 air.
  • a gaseous fluid such as 1 air.
  • Figure 2 there is not shown the rotor winding 124, visible in Figure 5, to see better the groove body of the rotor 124, which is connected to the body of the rotor 101 by tie rods.
  • the inductor stator 114 also includes a body 215 (Figs. 4 and 5) carrying coil-mounting cores 104, as previously mentioned.
  • the inductor stator therefore also comprises a winding.
  • the coils 104 are electrically interconnected and constitute the winding of the inductor stator 114.
  • the winding of the inductor stator and the winding of the supply rotor extends on either side of the body, respectively of the inductor stator and the feed rotor, to form projecting buns.
  • the grooves of the bodies are advantageously of the semi-closed type. 300 is shown in FIG. 4 one of the grooves of the body 214 of the rotor 401 and the rear ends of the tie rods connecting the body 214 to the body of the rotor 101 with the presence of a spacer 209 between the two bodies as described below.
  • the front ends of the tie rods are visible in FIG. 2, one of them being identified by the reference 402.
  • the inductor stator 114 surrounds the induced rotor 124 with a small gap.
  • a rectifier bridge 201 is interposed between the induced rotor of the generator 106 and the coils 107 of the rotor 101, as described in the documents EP-A-0331559 and FR-A-1467310.
  • stator coils 104 When the stator coils 104 are electrically powered by a DC power source such as a battery of the vehicle equipped with the power. The intensity of this current is adjusted according to the resistant resisting torque that the retarder must produce. Indeed, by adjusting the intensity of the induction current of the coils 104 of the stator 114, the intensity of the electric current generated by the induced rotor of the generator 106 is regulated and, finally, the intensity of the eddy currents generators of the retarding and heating resistant torque generated in the ferromagnetic part 121 of the stator 110 of the retarder.
  • Generating the power supply current required for the generation of eddy currents by a generator 106 integrated in the retarder provides a double advantage.
  • the first advantage consists of a very low external electrical energy input taken from the vehicle battery, for example of the order of 20 to 30% of the total energy required.
  • the second advantage is that the generation of electric current by the generator itself consumes some mechanical energy taken from the tree to slow down.
  • the excitation current generated by the winding of the induced rotor 124 of the generator 106 feeds the induction coils 107 of the rotor 101 of the retarder to generate a magnetic field.
  • the coils 107 are formed by windings of electrical wires around cores forming integral parts of the rotor 101.
  • the cores belong to the body of the rotor 101 made of ferromagnetic material and form salient poles.
  • the magnetic field induces the stator 110 of the retarder and generates eddy currents therein, in particular in the inner part 121 of the stator 110 made of a ferromagnetic material.
  • the eddy currents being opposed, by their effects, to the cause that gives them the meaning, namely the rotational movement of the rotor, the rotational movement of the rotor 101 thus generates a reverse torque, thus a slow-down torque. of the shaft 102.
  • the body of the rotor 101 is made of ferromagnetic material and here consists of a package of sheets.
  • the fan 109A has blades whose feet are anchored in a sleeve 111 inside which is mounted a bearing, here a ball bearing (not visible), intervening between the outer periphery of the shaft 102 and the inner periphery of the sleeve 111.
  • the heads of the blades are anchored in an outer peripheral ring 119.
  • the fan 109A and the sleeve 111 are interposed between the two rotors 101, 124.
  • the fan 109A is a disengageable fan. This fan is engaged when the coils 107 are electrically powered, that is to say when the retarder operates. The fan is disengaged, being free in rotation by the aforementioned bearing, when the retarder does not work, that is to say when the coils 107 are not electrically powered.
  • the fan 109A carries a ring 112 of ferromagnetic material, which extends below the heads of the coils 107.
  • a magnetic field is generated that allows a magnetic loop with the 112.
  • This looping rotates the fan 109A axial action which rotates with the stator 110 and the shaft 102 of the retarder.
  • the fan is then engaged; otherwise it is disengaged and does not rotate with stator 110 and shaft 102.
  • Fan 109A is small in size axial and allows to reduce the no-load losses and the consumption of a torque on the shaft 102 during periods of non-use of the rrs is seur.
  • the end of the retarder through which the air enters the retarder here constituted by the perforated cover 113
  • the front of the retarder and the opposite end, here constituted by the perforated support 314, is called the back of the retarder.
  • the cover 113 and the support 114 are fixed for example by screwing on the cooling jacket of the retarder.
  • FIG. 2 is a perspective view, locally cut away, of the front of a retarder according to the invention with a fan 109 not disengageable.
  • This figure shows more particularly an arrangement of electronic circuits, here a rectifier bridge 201 of alternating current in direct current, for supplying DC current to the coils 104 of the stator 114 of the generator 106, according to the preferred embodiment of the invention.
  • the body of the rotor 101 internally has arms for mounting on the shaft 102 and is traversed by the tie rods connecting the body of the feed rotor 124.
  • the ends 402, 401 of these tie rods are located generally centrally relative to the rotor body 11.
  • the arms of this body are here assembled by rivets visible in Figures 4 and 5.
  • the tie rods are also used to assemble the sheets of the body of the rotor 101 in connection with the spacer 209 A space exists in favor of the tie rods between the two rotors 124, 101, more precisely between the bodies thereof.
  • the fan 109 here axially acting, is implanted between these two bodies being integral with the shaft 102.
  • the present invention proposes to arrange the electronics, that is to say the electronic circuit (s), of the retarder in a position adjacent to the induced supply rotor 124 and thus in the front part of the colder retarder. .
  • the electronics form a unitary assembly with the body of the supply rotor.
  • the electronics is secured to the body of the feed rotor as described below.
  • the rectifier bridge 201 is, in FIGS. 2 to 5, mounted on a disk-shaped support 202 which is disposed at the front of the generator 106 and comprises a central return 203 and an external peripheral (see FIG. 4) as well as ears 302 for mounting just behind the perforated cover 113, here hollow to form a protective cover.
  • the central and peripheral returns are of axial orientation with respect to the axis of the shaft 102. These returns delimit a blind cavity whose bottom is constituted by the disk of the support. The cavity is located inside the body of the feed rotor 124.
  • the support 202 is made of electrically insulating material, here made of plastic material.
  • This support 202 in hollow form, has at its outer periphery four perforated ears 302 (see FIG. FIG. 6) for its fixing by means of fasteners, such as screws or rivets, on the body of the induced rotor 124 and thus forming a unitary assembly, which is manipulable and transportable.
  • the bridge 201 is remote from the rotor 101.
  • the rectifier bridge 201 is implanted in a cold region below the grooves of the body of the supply rotor 124 and therefore of the winding of this rotor
  • the ears 302 are angularly distributed at 90 ° to each other. Two of these diametrically opposite lugs 302 are extended radially inwards by separating ribs 303. These ribs 303 serve for the separation of the two radiators 304, 305 (see FIG. 7) that the rectifying bridge 201 presents.
  • the ribs stiffen the support 202.
  • the fixing of the bridge on the rotor body 124 is robust
  • the radiators 304, 305 are metallic and each extend generally 180 ° as visible in Figure 7. They include notches for the passage of the attachment lugs 302.
  • Radiators 304, 305, forming heat sinks are each fixed on the front face of the insulating support 202, stiffened by its flanges, for example by means of screws or rivets not shown.
  • the fastening is made by overmoulding
  • the radiators 304, 305 are in contact with the front face of the support 202 belonging to the disk thereof. Radiators 304, 305 carry each of the current rectifying elements, here in the form of diodes.
  • the tails of the diodes are mounted in the cavity defined by the central and peripheral returns and thus are well protected and remote from the rotor winding 124.
  • the rectifier bridge 201 comprises branches, here four branches, each comprising two diodes connected in series between the ground and a supply line of the coils 107 as visible for example in the documents FR-AI 467 310 and EP-B-0 331 559. Compared to these two documents, there are six diodes and two additional diodes, called freewheeling. The six diodes are mounted in pairs at the rate of two diodes per branch.
  • One of the radiators for example the radiator 304, carries the so-called negative diodes, intended to be connected to ground, and the other of the radiators, therefore the radiator 305, carries the other diodes, that is to say the so-called positive diodes.
  • the diodes have a knurled body, for a press fit in the radiator concerned 304, 305, and an axially oriented tail (see Figure 4).
  • the tails of the diodes pass through the support disk which carries, at its rear face, metal traces (not shown) for interconnecting the diodes.
  • the knurled body of the diodes can also be used for fixing the disk of the support by press fit. It will be appreciated that the connection between the tails of the diodes and the coils 107 of the rotor 101 is short.
  • the lid 113 of hollow form has a disc portion 115, essentially flat orientation transverse relative to the axis of the shaft 102, an outer rim 116, directed towards the rear of the retarder and a recess or central return 117, also directed towards the rear of the retarder and contributing to form a front bearing for l rotating shaft 102. While the disc portion 115 and the rim 116 are fully closed, the recess 117 is provided with inlet openings 118 distributed in a ring around the opening of the cover 113 allowing access to a gaseous fluid cooling inside the retarder. More specifically, the recess has at its inner periphery a bushing, as can be seen in FIGS. 4 and 5.
  • a bearing such as a ball bearing 301, is interposed radially between the outer periphery of the front end of the bushing. shaft 102 and the inner periphery of the socket of the depression, which thus has a dual function.
  • a rounded zone connects the outer periphery of the disc portion 115 to the flange 116 of axial orientation with respect to the axis of the shaft 102.
  • This flange 116 internally carries the body 215 of the inductor stator and thus the inductor stator.
  • the depression 107 has a curved portion for its connection respectively to the inner periphery of the disc portion 115 and its axially oriented sleeve relative to the axis of the shaft 102.
  • the gills 118 are formed in major part this zone. rounded.
  • the shaft 102 has a fluted rear end (see FIGS. 3 to 5) for complementary engagement with a fluted internal bore provided by a gear belonging to a speed multiplier mentioned above between the shaft 102 and a secondary shaft of the gearbox connected to the main output shaft of the gearbox. Slowing the shaft 102 causes a slowing of the secondary and main shafts of the gearbox and thus a slowing down of the motor vehicle.
  • each radiator 304, 305 of the rectifier bridge 201 is provided with fins or ribs 204 arranged radially around the central opening of the support.
  • each radiator forms a radially-acting fan guiding the gaseous fluid, here air, entering through the inlet openings 118, along the radiators of the rectifier bridge 201 to cool them, before the rim 116 of the perforated cover 113 directs the gaseous fluid to the coils 104 of the stator 114 of the generator 106 and then, in favor of the spaces existing between the coils 104, towards the interior of the slow speed.
  • Each diode body is implanted between two ribs 204 and is well cooled.
  • the axial inlet and the radial distribution of the flow of cooling gaseous fluid are indicated in FIGS. 2, 3 and 5 by straight and curved arrows.
  • the fan 109 allows a circulation gaseous fluid.
  • the rectifier bridge 201 is implanted radially inside the winding 425 of the feed rotor 124 and also, as better visible in FIG. 2, at least substantially radially below the ends. 402 tie rods.
  • the tails of the diodes are implanted, as can be seen in FIGS. 4 and 5, in the radial space delimited by the internal periphery of the body 214 of the rotor 124 and by the socket of the depression 107.
  • Fixing the bridge rectifier on the body 214 is robust. This robustness is due in particular to the support 202 stiffened by the ribs 303 and the flange 203 of axial orientation that it has at its inner periphery.
  • the support 202 with the rectifier bridge 201 may also be mounted at the rear of the generator supply rotor, or inside the rotor body of the generator of the rotating electrical machine.
  • the rectifier bridge is implanted in the thickness of the body of the supply rotor.
  • the diodes consist in this case in parts devoid of orientation tails.
  • the flow of cooling gaseous fluid first meets the radiators of the rectifier bridge 201 and its support 202 and the cools before entering the retarder to cool the induction coils 107 of the retarder rotor.
  • the face of the radiators of the rectifying bridge 201 which is exposed to the flow of gaseous fluid may be provided with ridges for increasing the exchange surface.
  • Figure 3 is a perspective view, locally broken away, of the retarder of Figure 2, with a view of the rear end of the retarder and representation of the flow of gaseous cooling fluid within the retarder.
  • the supply rotor 124 of the generator and the rectifier bridge (not visible here), then, in the axial assembly order, the axial-action fan 109 and the rotor 101 with the induction coils 107 surrounded by the stator 110 of the retarder and in particular the cooling jacket 103.
  • the flow of gaseous cooling fluid passes through the coils 104 of the stator 114 of the generator 106 and is then accelerated by the fan 109 through the induction coils 107 of the retarder rotor.
  • the cooling gaseous fluid successively cools, on its path in the form of a cylindrical envelope, the coils 104 of the generator 106 with the rectifier bridge 201, and the induction coils 107 before leaving the inside of the retarder by the gills.
  • the output of the support 114 Note that the outer ring 119 of the fan extends above the air gap between the stator windings 104 and the rotor winding of the generator 106 (see FIGS. 4 and 5).
  • Figure 4 is a perspective view, with axial section, of the retarder of Figure 2, with a view of the rear end of the retarder.
  • the perforated cover 113 At the inlet of the retarder, there is found the perforated cover 113 and then, in the axial assembly order, the rectifier bridge 201 with its support 202, the rotor of the generator 106 with its coils, the fan axial action 109 and the rotor with the induction coils 107 surrounded by the stator 110 of the retarder and in particular the cooling jacket 103.
  • FIG. 4 shows more particularly the shape of the depression 117 of the perforated cover 113 and the shape of the central return 203 of the support 202 of the rectifying bridge 201.
  • the depression 117 forms, with a bearing ring 301, the front bearing of the rotating shaft 102 of the retarder.
  • the shapes of the central return 203 and the recess 117 allow a compact arrangement of the rectifier bridge 201 and the generator supply rotor 106 while creating an optimal path, and particularly effective for cooling the rectifier bridges. 201, for the passage of cooled gaseous fluid.
  • FIG. 5 is a view in axial section of the retarder of FIG. 2, showing the arrangement of electronic circuits according to the invention and the flow of a gaseous cooling fluid through the retarder of FIG.
  • the number of struts is in one embodiment equal to the number of tie rods, as a variant less than the number of tie rods.
  • the spacers are for example of tubular form. This makes it possible to reduce the heat transfer between the two rotors 101, 124. In a variant, the spacer is of annular shape, possibly divided into several parts.
  • Figure 5 shows more particularly the flow of a gaseous fluid cooling through the retarder and in particular before the support 202 of the rectifier bridge 201 to cool first.
  • the gaseous fluid generally air, arrives at the cover 113 and enters the retarder through the inlet openings 118 of the cover 113, that is to say in the form of as many partial flows as the cover 113.
  • Each of the partial flows enters the retarder with a non-axial orientation, essentially determined by the arrangement of the inlet lug 118 corresponding in the curved portion of the depression 117 of the lid 113.
  • the set of partial flows form a cooling jacket for the generator 106 and the rectifier bridge 201 as well as a cylindrical flow of cooling passing axially through the induction coils 107 of the rotor of the slow speed.
  • the merit of the invention which consists in arranging the electronics of the reactor, here the rectifier bridge 201 with its radiators and their support 202, in front of the reactor, adjacent to the rotor supplying the generator 106 of the retarder so that the cooling gaseous fluid first passes the rectifier bridges 201 to cool them before entering the interior of the retarder rotor to cool the induction coils 107 therein.
  • non-disengageable fan 109 can be replaced by a disengageable fan 109A, with the crown 112, at least two stages to improve the performance of the fan and reduce the no-load losses.
  • a fan facilitates cooling of the coils, while limiting the consumption of a torque on the shaft, especially during periods of non-use of the retarder.
  • such a fan comprises a hub and at least two sets of blades arranged radially around the hub.
  • the first set of blades is arranged directly around the hub and forms a first stage of the fan, and the one or more sets of blades are arranged around the first set of blades and successively form, towards the outside of the fan, a second stage, a third floor etc. of the fan, each stage having a number of blades greater than that of the lower stage.
  • the design of a fan with at least two floors also makes it possible to optimize the fan performance by varying the inclination of the blades from the center to the periphery.
  • the invention provides a solution for improving the performance of the rseurseur, including reducing losses without a vacuum.
  • the invention facilitates the cooling of the electronics of the generator, while limiting the consumption of a torque on the shaft, especially during periods of non-use of the speed controller.
  • the rear fan 108 may be replaced by a baffle.
  • Two current rectifier bridges can be provided when the rotor winding is of the double three-phase type.
  • the rotor 101 may have only one coil being a claw rotor as in Figure 4 of the document FR A 2,814,003 supra.
  • the stator of the retarder may alternatively be cooled by circulation of air.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

L'invention concerne un agencement d'un circuit électronique (201) dans une machine électrique tournante, tel qu'un ralentisseur électromagnétique, comportant un rotor inducteur bobiné (101) et une génératrice de courant dotée d'un rotor d'alimentation (124) comportant des bobines pour alimenter électriquement le rotor inducteur bobiné (101) via le circuit électronique (201) monté de manière adjacente au rotor d'alimentation (124) et formant un ensemble unitaire avec le corps du rotor d'alimentation. L'invention concerne également un ralentisseur électromagnétique comportant un tel agencement.

Description

Agencement d'un circuit électronique dans une machine électrique tournante et machine électrique tournante comportant un tel agencement
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne un agencement d'au moins un circuit électronique dans une machine électrique tournante telle qu'un ralentisseur électromagnétique, ainsi qu'une machine électrique tournante comportant un tel agencement.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Des machines électriques tournantes, par exemple des raient is seur s électromagnétiques, comportent des moyens pour créer un courant d'un fluide gazeux, typiquement un courant d'air, pour le refroidissement des bobines d'induction disposées en couronne sur un rotor de la machine électrique et à l'intérieur d'un stator qui entoure le rotor. Lorsque cette machine électrique est un ralentisseur, le stator est destiné à être monté sur un châssis d'un véhicule. Un des moyens de refroidissement est un ventilateur décrit par exemple dans les documents EP-A-0331559 et FR-A- 1467310 (US-A- 3 416 016) . Dans les r aient i s seur s électromagnétiques, le ventilateur sert souvent aussi à refroidir d'autres éléments chauffants, par exemple des circuits électroniques. Certains r aient i s seur s comportent deux ventilateurs ; ils sont généralement accrochés à un arbre du ralentisseur. Ainsi, lorsqu'un ralentisseur entre en fonctionnement, le ou les ventilateurs créent un courant d'air qui s'écoule vers les bobines du ralentisseur et vers les circuits électroniques pour les refroidir. Ce refroidissement permet d'éviter une chute de performances du ralentisseur à chaud. Globalement, un ventilateur contribue à créer jusqu'à dix pour cents du couple résistant de ralentissement total engendré par le ralentisseur. Dans les ra lent i s seur s électromagnétiques récents, en raison de leur architecture, le rotor inducteur est alimenté par une génératrice, par exemple une génératrice triphasée, par l'intermédiaire d'un ou de plusieurs ponts de diodes tournants. Les ponts de diodes, montés sur des radiateurs pour assurer leur refroidissement, sont placés dans une zone traversée par un fluide gazeux refroidissant, véhiculé à l'aide du ou des ventilateurs du ralentisseur. En raison de l'encombrement que représentent les ponts de diodes avec leurs radiateurs, ceux-ci sont généralement disposés dans la partie arrière du ralentisseur, vu dans le sens du flux du fluide gazeux, par exemple proche du ventilateur à action radiale. Ainsi, les ralent i s s eur s électromagnétiques comportent, comme décrit par exemple dans les documents FR-A-I 467 730, EP-B-O 331 559 et FR-A- 2 814 003, un rotor inducteur bobiné et une génératrice de courant dotée d'un rotor d'alimentation pour alimenter en courant continu les bobines du rotor inducteur via un dispositif de redressement de courant alternatif en courant continu à composants de redressement.
Dans ces documents, le dispositif de redressement est un pont redresseur portant des composants de redressement sous la forme de diodes montées par paires, une diode d'une paire étant reliée à la masse et l'autre diode de cette paire à une ligne d'alimentation des bobines du rotor inducteur .
Dans le document FR A 1 467 310, les diodes 55 du pont redresseur sont montées dans un support 56 solidaire de la face avant du rotor inducteur du ralentisseur (figure 1 du document) en sorte que les diodes sont implantées dans une région chaude sachant que les bobines du rotor inducteur peuvent atteindre des températures de l'ordre de 200 0C.
Il en est de même dans le mode de réalisation de la figure 13 du document EP A 1 517 430. Dans le mode de réalisation de la figure 3 du document FR A 2 814 003 le pont redresseur de courant est implanté au voisinage des bobines du rotor inducteur du ralentisseur, en sorte qu'il est implanté également dans une région chaude. Dans le mode de réalisation de la figure 2 du document EP-B-O 331 559, les diodes 18 du pont redresseur sont montées sur un voile 20 formant bride de fixation à un plateau solidaire de l'arbre de sortie de la boîte de vitesses en sorte que les diodes sont implantées dans une région à forte sollicitation mécanique.
En variante, comme visible à la figure 3 dudit document, les diodes sont implantées à la périphérie interne du rotor inducteur du coté opposé à la génératrice de courant en sorte que les liaisons électriques entre les diodes et le rotor de la génératrice sont de grande longueur et que les diodes sont implantées dans une région de forte chaleur. De plus, les ponts de diodes sont refroidis avec un fluide gazeux déjà chaud, car étant passé devant les bobines d'induction du rotor. Si, de plus, le ralentisseur est équipé d'un ventilateur débrayable, les ponts de diodes risquent de ne pas être suffisamment refroidis pendant et surtout après une utilisation du ralentisseur.
OBJET DE L'INVENTION
Le but de l'invention est de pallier les divers inconvénients énoncés plus haut.
Plus particulièrement, l'invention doit proposer une solution qui permette, si possible, d'optimiser le montage d'un ou de plusieurs circuits électroniques dans un ralentisseur, notamment des composants du dispositif de redressement de courant, tels que des diodes ou des transistors du type MOSFET .
Par ailleurs, il serait souhaitable de pouvoir réduire la longueur des liaisons électriques entre les composants du ou des circuits électroniques et le rotor de la génératrice de courant et diminuer le nombre de connexions, d'une part, et de pouvoir réduire les sollicitations mécaniques des composants, d'autre part. D'une manière générale, l'invention doit proposer une solution qui permette d'assurer un meilleur refroidissement d'un ou des circuits électroniques, appelés ci-après sommairement aussi « l'électronique », d'une machine électrique tournante, par exemple d'un ralentisseur électromagnétique, et de diminuer la température des composants de l'électronique, et cela avec des moyens simples, robustes, et peu encombrant et qui, lorsque la solution devait comprendre des pièces supplémentaires par rapport aux ventilateurs utilisés avant l'invention, permette de les loger à l'intérieur de la machine électrique de manière à ce qu'elles ne contribuent pas à un accroissement de l'encombrement de la machine électrique, notamment lorsqu'il s'agit d'un ralentisseur électromagnétique .
Le but de l'invention est atteint avec un agencement d'un circuit électronique dans une machine électrique tournante, tel qu'un ralentisseur électromagnétique, comportant un rotor inducteur bobiné et une génératrice de courant dotée d'un rotor d'alimentation pour alimenter électriquement le rotor inducteur bobiné via le circuit électronique . Conformément à l'invention, le circuit électronique est monté de manière axialement adjacente au rotor d'alimentation en formant un ensemble unitaire avec le corps du rotor d'alimentation. L'adverbe « axialement » est utilisé ici par opposition à l'adverbe « latéralement » et doit exprimer que le circuit électronique est disposé sensiblement à l'intérieur d'une enveloppe cylindrique fictive entourant le rotor d'alimentation . Cette disposition de l'invention apporte en premier lieu l'avantage que la longueur des liaisons électriques entre le rotor d'alimentation et les composants du circuit électronique, par exemple les composants de redressement d'un pont de redressement, est sensiblement réduite.
Un autre avantage est que le ou chacun des circuits électroniques est proche du rotor d'alimentation de la génératrice de courant tout en étant implanté dans une zone non dédiée à une liaison en rotation avec l'arbre du ralentisseur, de sorte que cette zone est moins sollicitée mécaniquement .
Par ailleurs, l'électronique de la machine électrique tournante est implantée dans une zone plus froide que celle du rotor bobiné.
En outre on obtient une solution robuste grâce à la formation de l'ensemble unitaire, qui est plus froid que le rotor inducteur bobiné du raient i s s eur .
Ce corps offre une bonne surface d'appui pour le circuit électronique et est éloigné du rotor bobiné du raient i s seur .
On peut former par avance cet ensemble, qui est manipulable et transportable.
Cette solution permet également d'implanter un ventilateur entre le rotor inducteur bobiné et le rotor d'alimentation.
Cette solution permet également de bien ventiler la génératrice.
Dans une application particulière, où la machine électrique est un ralentisseur électromagnétique comportant un rotor inducteur bobiné et une génératrice de courant dotée d'un rotor d'alimentation pour alimenter électriquement le rotor inducteur bobiné via un dispositif de redressement de courant à composants de redressement, le circuit électronique est un dispositif de redressement monté de manière axialement adjacente au rotor d'alimentation en formant un ensemble unitaire avec le corps du rotor d'alimentation.
Pour pallier les inconvénients indiqués plus haut de machines électriques tournantes telles que des raient i s s eur s utilisés avant l'invention, l'invention propose donc dans un premier mode de réalisation d'agencer l'électronique, c'est-à-dire le ou les circuits électroniques, dans une position axialement adjacente au rotor d'alimentation et ainsi dans la partie avant du raient i s seur , vu dans le sens du flux du fluide gazeux refroidissant, c'est-à-dire directement à l'entrée du fluide gazeux dans l'espace à refroidir du raient is seur , avant même l'endroit où est disposé un ventilateur à action axiale dans les raient is seur s utilisés avant 1 ' invent ion . L'agencement de l'électronique à l'avant d'un ralentisseur électromagnétique utilise de manière astucieuse la conception du ralentisseur. Le ralentisseur comporte un arbre tournant destiné à être accroché à un arbre de sortie principal ou secondaire d'une boîte de vitesse, à un arbre d'entrée d'un pont arrière d'un véhicule automobile, à un essieux arrière d'une remorque ou semi-remorque ou à une boîte de transmission à multiplication de vitesse, ainsi qu'un rotor solidaire en rotation avec l'arbre tournant, des bobines d'induction disposées en couronne sur le rotor et à l'intérieur d'un stator entourant le rotor et destiné à être monté sur un châssis du véhicule, une génératrice montée sur une extrémité de l'arbre tournant du rotor et alimentant les bobines d'induction, et un ventilateur à action axiale pour faire entrer un fluide gazeux refroidissant à l'intérieur du ralentisseur et pour le faire circuler sur les bobines d'induction et l'électronique. La sortie du fluide gazeux est assistée par des moyens donnant au flux du fluide gazeux une orientation transversale par rapport à l'axe du ralentisseur.
Au lieu de refroidir l'électronique, comme avant l'invention, par un fluide gazeux déjà chauffé, car passé devant les bobines d'induction, l'invention dispose donc l'électronique à un endroit où le fluide gazeux n'est pas encore chauffé, c'est- à-dire avant les bobines d'induction.
L'invention permet ainsi d'augmenter les performances et la fiabilité du ralentisseur par une meilleure maîtrise du refroidissement de 1 'électronique .
La solution que l'invention propose, est simple à intégrer dans la conception d'un ralentisseur, n'est pas encombrant, est légère et très économique.
L'invention concerne également les caractéristiques ci-après considérées isolément ou selon toute combinaison techniquement possible :
- le ou chacun des circuits électroniques est disposé, vu dans le sens du flux du fluide gazeux refroidissant, alternativement à l'avant ou à l'arrière du rotor d'alimentation de la génératrice de la machine électrique tournante ;
- le ou chacun des circuits électroniques est disposé à l'intérieur du corps du rotor d'alimentation de la génératrice de la machine électrique tournante, c'est-à-dire, il est ou ils sont implantés dans l'épaisseur du corps du rotor d'alimentation ; - le ou chacun des circuits électroniques est solidaire du corps du rotor d'alimentation ;
- le circuit électronique est un dispositif de redressement de courant comportant deux radiateurs, respectivement un radiateur négatif destiné à être relié à la masse et un radiateur positif isolé électriquement par rapport au corps du rotor d'alimentation ;
- le circuit électronique est monté sur un ou plusieurs supports formant un ou des radiateurs, le ou chacun des radiateurs étant muni de stries pour augmenter la surface d'échange ;
- le radiateur négatif est également isolé électriquement par rapport au corps du rotor d'alimentation lorsque celui-ci ne doit pas être relié à la masse ;
- les radiateurs sont réalisés en métal pour mieux évacuer la chaleur ;
- les diodes sont montées par emmanchement à force dans les radiateurs et comportent à cet effet un corps moleté ;
- en variante, les diodes sont rapportées par brasage sur les radiateurs ;
- les radiateurs sont dotés d'ailettes radiales ou de nervures radiales pour à la fois augmenter la dissipation de chaleur et canaliser le flux d'un fluide gazeux de refroidissement, les radiateurs formant ainsi un ventilateur à action radiale ; le corps du rotor d'alimentation est relié mécaniquement au corps du stator bobiné par des tirants ;
- un ventilateur est associé au dispositif de redressement ;
- le couvercle du stator de la génératrice, formant capot de protection, est troué centralement pour canaliser le flux d'un fluide gazeux de refroidissement, généralement de l'air, venant lécher les radiateurs (nervures ou à ailettes) des composants du circuit électronique, par exemple d'un circuit de redressement de courant ; - la circulation du fluide gazeux de refroidissement est provoquée par un ventilateur de plus grand diamètre que celui du corps du rotor d'alimentation ; grâce à cette disposition, les chignons du rotor d'alimentation de la génératrice sont bien refroidis ; la fixation du circuit électronique est réalisée par l'intermédiaire d'un support isolant ;
-le support isolant présente à sa périphérie externe des oreilles pour sa fixation sur le corps du rotor d'alimentation ;
- le circuit électronique est implanté en dessous du bobinage que comporte le rotor d'alimentation .
Bien entendu le nombre de composants du ou des circuits électroniques, par exemple d'un ou de plusieurs ponts de redressement, dépend du nombre de phases de la génératrice. Dans l'exemple de réalisation représenté, la génératrice est du type triphasé. En variante, la génératrice peut comporter 5 , 6 ou 7 phases .
Dans l'exemple de réalisation représenté, le corps du rotor d'alimentation, tout comme le corps du rotor bobiné, est un rotor à pôles saillants. En variante, ce corps est rainure pour un montage d'enroulements à au moins deux étages, comme décrit dans le document FR A 1 467 730.
Le but de l'invention est également atteint avec un ralentisseur électromagnétique dans lequel l'électronique est agencée comme décrit plus haut.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description ci-après d'un mode de réalisation de l'invention, cette description étant faite en référence aux dessins annexés.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
- la figure 1 est une vue en perspective, avec arrachement local, d'un ralentisseur électromagnétique comportant plusieurs ventilateurs montés sur un arbre tournant du ralentisseur solidaire d'un arbre de sortie d'une boîte de vitesse,
- la figure 2 est une vue en perspective, avec arrachement local, d'une des deux extrémités d'un ralentisseur de l'invention, qui comporte un agencement de circuits électroniques selon un mode de réalisation préféré de l'invention,
- la figure 3 est une vue en perspective, avec arrachement local, du ralentisseur de la figure 2, représenté avec vue sur l'autre des deux extrémités du ralentisseur et représentation du flux de refroidissement, la figure 4 est une vue en perspective, avec coupe axiale, du ralentisseur de la figure 2, avec vue sur la même extrémité du ralentisseur que sur la f igure 3 , - la figure 5 est une vue en coupe axiale du ralentisseur de la figure 2, montrant l'agencement de circuits électroniques selon l'invention et le flux d'un fluide gazeux de refroidissement à travers le ralentisseur de la figure 1, - la figure 6 est une vue en perspective du support isolant des radiateurs du pont redresseur, et la figure 7 est une vue en perspective des radiateurs du pont redresseur de courant équipés de diodes.
DESCRIPTION D'UN PREMIER MODE DE REALISATION DE
L'AGENCEMENT SELON L'INVENTION Ces figures sont données à titre d'illustration et ne sont pas limitatives de l'invention.
Dans ces figures, les éléments identiques ou similaires seront affectés des mêmes signes de référence.
La figure 1 rappelle la structure générale d'un ralentisseur électromagnétique avec deux ventilateurs montés sur un arbre tournant du ralentisseur.
Le ralentisseur électromagnétique est représenté en une vue en perspective avec coupe partielle axiale et comme étant monté sur une boîte de vitesse 105 d'un véhicule automobile. Ce ralentisseur est destiné à ralentir un arbre de transmission du véhicule et plus particulièrement ici l'arbre de sortie de la boîte de vitesse 105, ici via un multiplicateur de vitesse décrit par exemple dans le document FR-A-2861912 auquel on se reportera. Pour ce faire ce ralentisseur engendre un champ magnétique à répartition alternée dans une pièce ferromagnétique interne 121 d'un stator 110, qui comprend également une chemise de refroidissement 103 sous une forme hélicoïdale en une seule spire. La chemise 103 est dotée d'un conduit d'admission C et d'un conduit d'évacuation D. La chemise 103 délimite, avec la pièce interne 121, une chambre à l'intérieur de laquelle circule un fluide de refroidissement, ici celui du moteur thermique du véhicule.
Le ralentisseur comprend un arbre tournant 102 accroché à l'arbre de sortie, ici un arbre de sortie secondaire, de la boîte de vitesse 105 et un rotor inducteur 101 solidaire en rotation avec l'arbre tournant 102. Des bobines d'induction 107, ici de forme oblongue, sont disposées en couronne sur le rotor 101 et à l'intérieur du stator 110 entourant le rotor 101. Le stator 110, qui comprend la chemise d'eau de refroidissement 103 et la pièce interne 121, est destiné à être monté sur un châssis du véhicule. Le ralentisseur comporte également un générateur de courant 106, ici du type triphasé, monté sur une extrémité de l'arbre tournant 102 du rotor 101, un rotor 124 (voir figures 2 et 3) constituant un induit du générateur 106 et deux ventilateurs 108 et 109A pour faire circuler un fluide gazeux refroidissant, généralement de l'air, sur les bobines d'induction 107, donc pour le refroidissement du rotor 101. Le ventilateur 109A est à action axiale alors que le ventilateur 108 est à action radiale, c'est-à-dire du type centrifuge, les pales de ces deux ventilateurs étant configurées en conséquence. Le ventilateur 109A est débrayable dans ce mode de réalisation. Le générateur 106 fournit l'énergie d'excitation nécessaire pour engendrer le champ magnétique à répartition alternée. Ce générateur 106 comprend un stator inducteur 114 formé dans l'exemple de réalisation par une couronne de bobines ou enroulements 104 de fils électriques autour de noyaux constituant des pôles magnétiques multiples à polarités alternées, et le rotor induit 124 constituant un rotor d'alimentation pour le rotor 101 à bobines 107. Ce rotor induit d'alimentation 124 comporte un corps 214 (figures 4 et 5), ici sous la forme d'un paquet de tôles, comme visible dans les figures 2 et 3. Ce corps porte dans un mode de réalisation des noyaux pour le montage de bobines induites en sorte que le rotor 124 est à pôles saillants. En variante comme visible dans les figures 2 et 3, ce corps est doté de rainures pour le montage de bobines ou d'enroulements par exemple à deux étages comme décrits dans le document FR-A- 1 467 730. Le rotor d'alimentation 124 comporte donc un bobinage comportant des bobines ou des enroulements.
Un fluide gazeux, tel que de l'air peut traverser le bobinage dans tous les cas.
Le stator 114 peut comporter en variante un corps est doté de rainures pour le montage de bobines ou d'enroulements par exemple à deux étages comme décrits dans le document FR-A-I 467 730 permettant le passage d'u fluide gazeux, tel que de 1 'air . A la figure 2 on n'a pas représenté le bobinage du rotor 124, visible à la figure 5, pour notamment mieux voir le corps rainure du rotor 124, qui est relié au corps du rotor 101 par des tirants.
Le stator inducteur 114 comporte également un corps 215 (figures 4 et 5) portant des noyaux de montage de bobines 104, de manière précitée. Le stator inducteur comporte donc également un bobinage. Les bobines 104 sont reliées électriquement entre elles et constituent le bobinage du stator inducteur 114.
Dans tous les cas le bobinage du stator inducteur et le bobinage du rotor alimentation s'étend de part et d'autre du corps, respectivement du stator inducteur et du rotor d'alimentation pour former des chignons saillants.
Dans la figure 5 on voit les chignons du bobinage 415 du rotor 124.
Les rainures des corps sont avantageusement du type semi-fermé. On a repéré en 300 à la figure 4 l'une des rainures du corps 214 du rotor d'alimentation et en 401 les extrémités arrières des tirants reliant ce corps 214 au corps du rotor 101 avec présence d'une entretoise 209 entre les deux corps de manière décrite ci-après. Les extrémités avant des tirants sont visibles à la figure 2, l'une d'entre elle étant repérée par la référence 402.
Le stator inducteur 114 entoure le rotor induit 124 avec un faible entrefer. Un pont redresseur 201 est intercalé entre le rotor induit du générateur 106 et les bobines 107 du rotor 101, comme décrit dans les documents EP-A-0331559 et FR- A-1467310.
Lorsque les bobines 104 du stator 114 sont alimentées électriquement par une source de courant continu telle qu'une batterie du véhicule équipé du raient i s seur . L'intensité de ce courant est réglée en fonction du couple résistant de ralentissement que le ralentisseur doit produire. En effet, en réglant l'intensité du courant d'induction des bobines 104 du stator 114, on règle l'intensité du courant électrique engendré par le rotor induit du générateur 106 et, par cela enfin, l'intensité des courants de Foucault générateurs de couple résistant de ralentissement et d ' échauf fement , engendrés dans la pièce ferromagnétique 121 du stator 110 du ralentisseur .
La génération du courant électrique d'alimentation nécessaire à la génération des courants de Foucault, par un générateur 106 intégré dans le ralentisseur apporte un double avantage. Le premier avantage consiste en un apport d'énergie électrique extérieure très faible prélevé de la batterie du véhicule, par exemple de l'ordre de 20 à 30% de l'énergie totale nécessaire. Le second avantage est celui que la génération du courant électrique par le générateur consomme elle-même une certaine énergie mécanique prélevée sur l'arbre à ralentir . Le courant d'excitation engendré par le bobinage du rotor induit 124 du générateur 106 alimente les bobines d'induction 107 du rotor 101 du ralentisseur pour engendrer un champ magnétique. Les bobines 107 sont formées par des enroulements de fils électriques autour de noyaux faisant parties intégrantes du rotor 101. Les noyaux appartiennent au corps du rotor 101 en matériau ferromagnétique et forment des pôles saillants.
Le champ magnétique induit le stator 110 du ralentisseur et y engendre des courants de Foucault, notamment dans la pièce intérieure 121 du stator 110 réalisée en un matériau ferromagnétique. Les courants de Foucault étant opposés, par leurs effets, à la cause qui leur donne le sens, à savoir le mouvement de rotation du rotor, le mouvement de rotation du rotor 101 engendre ainsi un couple de rotation inverse, donc un couple résistant de ralentissement de l'arbre 102. On notera que le corps du rotor 101 est en matériau ferromagnétique et consiste ici en un paquet de tôles. La génération des courants de Foucault étant accompagnée d'un échauffement , par effet Joule, notamment de la pièce intérieure 121 du stator 110, cette pièce est refroidie par le fluide circulant dans la chemise de refroidissement 103. En même temps, il y a création d'un courant d'air, à l'intérieur du ralentisseur, sous l'action des ventilateurs 108 et 109A. L'air pénètre axialement dans le ralentisseur par un couvercle ajouré 113 sous l'action du ventilateur 109A, puis circule à l'intérieur du ralentisseur en refroidissant notamment les bobines 107 pour être enfin refoulé radialement par le ventilateur arrière 108, de type centrifuge, à travers un support ajouré 114. On notera que le ventilateur 109A présente des pales dont les pieds sont ancrés dans un manchon 111 à l'intérieur duquel est monté un palier, ici un roulement à billes (non visible) , intervenant entre la périphérie externe de l'arbre 102 et la périphérie interne du manchon 111. Les têtes des pales sont ancrées dans une couronne périphérique externe 119.
Le ventilateur 109A et le manchon 111 sont intercalés entre les deux rotors 101, 124. Le ventilateur 109A est un ventilateur débrayable. Ce ventilateur est embrayé lorsque les bobines 107 sont alimentées électriquement, c'est-à- dire lorsque le ralentisseur fonctionne. Le ventilateur est débrayé, en étant libre en rotation grâce au palier précité, lorsque le ralentisseur ne fonctionne pas, c'est-à-dire lorsque les bobines 107 ne sont pas alimentées électriquement.
Pour ce faire, le ventilateur 109A porte une couronne 112 en matériau ferromagnétique, qui s'étend en dessous des têtes des bobines 107. Ainsi, lorsque les bobines 107 sont alimentées électriquement, il est engendré un champ magnétique qui permet un bouclage magnétique avec la couronne 112. Ce bouclage permet d'entraîner en rotation le ventilateur 109A à action axiale qui tourne donc avec le stator 110 et l'arbre 102 du ralentisseur. Le ventilateur est alors embrayé ; sinon il est débrayé et ne tourne pas avec le stator 110 et l'arbre 102. Le ventilateur 109A est de faible encombrement axial et permet de réduire les pertes à vide et la consommation d'un couple sur l'arbre 102 pendant les périodes de non utilisation du raient i s seur .
Pour les besoins de la suite de la description, l'extrémité du ralentisseur par laquelle l'air pénètre à l'intérieur du ralentisseur, constituée ici par le couvercle ajouré 113, est appelée l'avant du ralentisseur, et l'extrémité opposée, constituée ici par le support ajouré 314, est appelée l'arrière du ralentisseur. Le couvercle 113 et le support 114 sont fixé par exemple par vissage sur la chemise de refroidissement du ralentisseur.
La figure 2 est une vue en perspective, avec arrachement local, de l'avant d'un ralentisseur selon l'invention avec un ventilateur 109 non débrayable. Cette figure montre plus particulièrement un agencement de circuits électroniques, ici un pont redresseur 201 de courant alternatif en courant continu, pour alimenter en courant continu les bobines 104 du stator 114 du générateur 106, selon le mode de réalisation préféré de l'invention.
Comme mieux visible à la figure 4 et également à la figure 1, le corps du rotor 101 comporte intérieurement des bras pour son montage sur l'arbre 102 et est traversé par les tirants de liaison avec le corps du rotor d'alimentation 124. Dans les figures 2 à 4 on voit de manière précitée les extrémités 402, 401 de ces tirants. Les bras sont implantés globalement centralement par rapport au corps du rotor 11.
Les bras de ce corps sont ici assemblés par des rivets visibles dans les figures 4 et 5. Les tirants servent également à assembler les tôles du corps du rotor 101 en liaison avec l'entretoise 209 Un espace existe à la faveur des tirants entre les deux rotors 124, 101, plus précisément entre les corps de ceux-ci. Le ventilateur 109, ici à action axiale, est implanté entre ces deux corps en étant solidaire de l'arbre 102.
B-R effet , La présente invention propose d'agencer l'électronique, c'est-à-dire le ou les circuits électroniques, du ralentisseur dans une position adjacente au rotor induit d'alimentation 124 et ainsi dans la partie avant du ralentisseur plus froide .
Selon une caractéristique l'électronique forme un ensemble unitaire avec le corps du rotor d'alimentation.
L'électronique est solidaire du corps du rotor d'alimentation de manière décrite ci-après.
Le pont redresseur 201 est, dans les figures 2 à 5, monté sur un support 202 en forme de disque qui est disposé à l'avant de la génératrice 106 et comporte un retour central 203 et périphérique externe (voir figure 4) ainsi que des oreilles 302 permettant de le monter juste derrière le couvercle ajouré 113, ici de forme creuse pour constituer un capot de protection.
Les retours central et périphérique sont d'orientation axiale par rapport à l'axe de l'arbre 102. Ces retours délimitent une cavité borgne dont le fond est constitué par le disque du support. La cavité est implantée à l'intérieur du corps du rotor d'alimentation 124.
On notera que le support 202 est en matière électriquement isolante, ici en matière plastique. Ce support 202, en forme creuse, présente à sa périphérie externe quatre oreilles trouées 302 (voir figure 6) pour sa fixation à l'aide d'organes de fixation, tels que des vis ou de rivets, sur le corps du rotor induit d'alimentation 124 et ainsi formation d'un ensemble unitaire, qui est manipulable et transportable.
Le pont 201 est éloigné du rotor 101.
Comme visible dans les figures 2, 4 et 5, le pont redresseur 201 est implanté dans une région froide en dessous des rainures du corps du rotor d'alimentation 124 et donc du bobinage de ce rotor
124.
Les oreilles 302 sont réparties angu lair ement à 90° les unes par rapport aux autres. Deux de ces oreilles 302 diamétralement opposées sont prolongées radialement vers l'intérieur par des nervures de séparation 303. Ces nervures 303 servent à la séparation des deux radiateurs 304, 305 (voir figure 7) que présente le pont redresseur 201.
Les nervures rigidifient le support 202. Ainsi la fixation du pont sur le corps du rotor 124 est robuste
Les radiateurs 304, 305 sont métalliques et s'étendent chacun globalement sur 180° comme visible à la figure 7. Ils comportent des échancrures pour le passage des oreilles de fixation 302.
Les radiateurs 304, 305, formant dissipateurs de chaleur, sont fixés chacun sur la face avant du support isolant 202, rigidifié grâce à ses rebords, par exemple à l'aide de vis ou de rivets non représentées. En variante la fixation est réalisée par surmoulage
Les radiateurs 304, 305 sont donc en contact avec la face avant du support 202 appartenant au disque de celui-ci. Les radiateurs 304, 305 portent chacun des éléments de redressement de courant, ici en forme de diodes.
Les queues des diodes sont montées dans la cavité délimitée par les retours central et périphérique et ainsi sont bien protégées et éloignées du bobinage du rotor 124.
Le pont redresseur 201 comporte des branches, ici quatre branches, comportant chacune deux diodes montées en série entre la masse et une ligne d'alimentation des bobines 107 comme visible par exemple dans les documents FR-A-I 467 310 et EP-B- 0 331 559. Par rapport à ces deux documents, il est prévu six diodes et deux diodes supplémentaires, dites de roue libre. Les six diodes sont montées par paires à raison de deux diodes par branche. L'un des radiateurs, par exemple le radiateur 304, porte les diodes dites négatives, destinées à être reliées à la masse , et l'autre des radiateurs, donc le radiateur 305, porte les autres diodes, c'est-à-dire les diodes dites positives. Les diodes présentent un corps moleté, pour un emmanchement à force dans le radiateur concerné 304, 305, et une queue d'orientation axiale (voir figure 4) . Les queues des diodes traversent le disque de support qui porte, au niveau de sa face arrière, des traces métalliques (non représentées) pour relier entre elles les diodes. Le corps moleté des diodes peut servir également à la fixation du disque du support par emmanchement à force. On appréciera que la liaison entre les queues des diodes et les bobines 107 du rotor 101 est courte .
Il est intéressant de noter ici que le couvercle 113 de forme creuse comporte une partie discale 115, essentiellement plane d'orientation transversale par rapport à l'axe de l'arbre 102, un rebord extérieur 116, orienté vers l'arrière du ralentisseur et un enfoncement ou retour central 117, également orienté vers l'arrière du ralentisseur et contribuant à former un palier avant pour l'arbre tournant 102. Alors que la partie discale 115 et le rebord 116 sont entièrement fermés, l'enfoncement 117 est pourvu d'ouïes d'entrée 118 reparties en couronne autour de l'ouverture du couvercle 113 permettant l'accès d'un fluide gazeux refroidissant à l'intérieur du ralentisseur. Plus précisément, l'enfoncement présente à sa périphérie interne une douille, comme visible dans les figures 4 et 5. Un palier, tel qu'un roulement à billes 301, est interposé radialement entre la périphérie externe de l'extrémité avant de l'arbre 102 et la périphérie interne de la douille de l'enfoncement, qui a ainsi une double fonction. Une zone arrondie relie la périphérie externe de la partie discale 115 au rebord 116 d'orientation axiale par rapport à l'axe de l'arbre 102.Ce rebord 116 porte intérieurement le corps 215 du stator inducteur et donc le stator inducteur. L'enfoncement 107 présente une partie courbe pour son raccordement respectivement à la périphérie interne de la partie discale 115 et sa douille d'orientation axiale par rapport à l'axe de l'arbre 102. Les ouïes 118 sont formées en majeur partie cette zone arrondie.
On notera que l'arbre 102 présente une extrémité arrière cannelée (voir figures 3 à 5) pour venir en prise de manière complémentaire avec un alésage interne cannelé que présente un engrenage appartenant à un multiplicateur de vitesse précité intervenant entre l'arbre 102 et un arbre secondaire de la boîte de vitesses relié à l'arbre principal de sortie de la boîte de vitesses. Un ralentissement de l'arbre 102 entraîne un ralentissement des arbres secondaire et principal de la boîte de vitesses et donc un ralentissement du véhicule automobile.
Par ailleurs, chaque radiateur 304, 305 du pont redresseur 201 est pourvu d'ailettes ou nervures 204 disposées radialement autour de l'ouverture centrale du support. Ainsi, chaque radiateur forme un ventilateur à action radiale guidant le fluide gazeux, ici de l'air, entrant par les ouïes d'entrée 118, le long des radiateurs du pont redresseur 201 pour les refroidir, avant que le rebord 116 du couvercle ajouré 113 ne dirige le fluide gazeux vers les bobines 104 du stator 114 de la génératrice 106 et puis, à la faveur des espaces existant entre les bobines 104, vers l'intérieur du ra lent i s seur . Chaque corps de diode est implanté entre deux nervures 204 et est donc bien refroidi.
Ce fluide traverse le bobinage du rotor 124, qui est perméable. En conséquence, la disposition exclusive des ouïes d'entrée 118 sur l'enfoncement 117 du couvercle 113 contribue de manière significative à une réduction des pertes aérauliques dues à la réorientation du flux de fluide gazeux arrivant au ralentisseur avec une orientation axiale et atterrissant sur les radiateurs et le support 202.
L'arrivée axiale et la répartition radiale du flux du fluide gazeux refroidissant sont indiquées sur les figures 2, 3 et 5 par des flèches droites et courbes. Le ventilateur 109 permet une circulation du fluide gazeux.
Comme visible dans les figures 2 à 5, le pont redresseur 201 est implanté radialement à l'intérieur du bobinage 425 du rotor d'alimentation 124 et également, comme mieux visibles à la figure 2, au moins en majeur partie radialement en dessous des extrémités 402 des tirants. Les queues des diodes, sont implantés, comme visible dans les figures 4 et 5, dans l'espace radial délimité par la périphérie interne du corps 214 du rotor 124 et par la douille de l'enfoncement 107.
La fixation du pont redresseur sur le corps 214 est robuste. Cette robustesse est due notamment au support 202 rigidifié par les nervures 303 et par le rebord 203 d'orientation axiale qu'il présente à sa périphérie interne.
Il est aisé de comprendre, du fait que l'on tire partie de l'espace existant entre la périphérie interne du corps du rotor 124 et la périphérie externe de la douille de l'enfoncement 107, que, selon une disposition alternative des circuits électroniques, le support 202 avec le pont redresseur 201 peut aussi être monté à l'arrière du rotor d'alimentation de la génératrice, ou à l'intérieur du corps du rotor d'alimentation de la génératrice de la machine électrique tournante. Dans le dernier cas, le pont redresseur est implanté dans l'épaisseur du corps du rotor d'alimentation. Avantageusement, les diodes consistent dans ce cas en des pièces dépourvues de queues d'orientation. Toutefois, quelle que soit la disposition du pont redresseur 201, le flux de fluide gazeux refroidissant rencontre d'abord les radiateurs du pont redresseur 201 et son support 202 et les refroidit avant de pénétrer à l'intérieur du ralentisseur pour refroidir les bobines d'induction 107 du rotor du ralentisseur.
Selon une variante de réalisation, non représentée dans les dessins, la face des radiateurs du pont redresseur 201 qui est exposée au flux de fluide gazeux, peut être munie de stries pour augmenter la surface d'échange.
La figure 3 est une vue en perspective, avec arrachement local, du ralentisseur de la figure 2, avec vue sur l'extrémité arrière du ralentisseur et représentation du flux de fluide gazeux de refroidissement à l'intérieur du ralentisseur. On y retrouve, à l'entrée du ralentisseur, le rotor d'alimentation 124 de la génératrice et le pont redresseur (non visible ici), puis, dans l'ordre axial de montage, le ventilateur à action axiale 109 et le rotor 101 avec les bobines d'induction 107 entourées du stator 110 du ralentisseur et notamment de la chemise de refroidissement 103.
Le flux de fluide gazeux de refroidissement traverse les bobines 104 du stator 114 de la génératrice 106 et est accéléré ensuite par le ventilateur 109 à travers les bobines d'induction 107 du rotor du ralentisseur. Ainsi, le fluide gazeux refroidissant refroidit successivement, sur son chemin en forme d'enveloppe cylindrique, les bobines 104 de la génératrice 106 avec le pont redresseur 201, et les bobines d'induction 107 avant de quitter l'intérieur du ralentisseur par les ouïes de sortie du support 114. On notera que la couronne externe 119 du ventilateur s'étend au-dessus de l'entrefer entre les bobines 104 du stator et le bobinage du rotor du générateur 106 (voir figure 4 et 5) . La figure 4 est une vue en perspective, avec coupe axiale, du ralentisseur de la figure 2, avec vue sur l'extrémité arrière du ralentisseur. On y retrouve, à l'entrée du ralentisseur, le couvercle ajouré 113 puis, dans l'ordre axial de montage, le pont redresseur 201 avec son support 202, le rotor d'alimentation de la génératrice 106 avec ses bobines, le ventilateur à action axiale 109 et le rotor avec les bobines d'induction 107 entourées du stator 110 du ralentisseur et notamment de la chemise de refroidissement 103.
La figure 4 montre plus particulièrement la forme de l'enfoncement 117 du couvercle ajouré 113 et la forme du retour central 203 du support 202 du pont redresseur 201. L'enfoncement 117 forme, avec une bague de palier 301, le palier avant de l'arbre tournant 102 du ralentisseur. En même temps, les formes du retour central 203 et de l'enfoncement 117 permettent une disposition compacte du pont redresseur 201 et du rotor d'alimentation de la génératrice 106 tout en créant un chemin optimal, et notamment efficace pour le refroidissement des ponts redresseurs 201, pour le passage du fluide gazeux refroidi s sant . La figure 5 est une vue en coupe axiale du ralentisseur de la figure 2, montrant l'agencement de circuits électroniques selon l'invention et le flux d'un fluide gazeux de refroidissement à travers le ralentisseur de la figure 2. On y retrouve plus particulièrement, à l'entrée du ralentisseur, le couvercle ajouré 113 puis, dans l'ordre axial de montage, le pont redresseur 201 avec son support 202, le rotor d'alimentation de la génératrice 106 avec ses bobines, le ventilateur à action axiale 109, monté sur une entretoise annulaire 209, et le rotor avec les bobines d'induction 107 entourées du stator 110 du ralentisseur et notamment de la chemise de refroidissement 103. Des organes de fixation tels que de manière précitée des tirants traversent l'entretoise 209 pour fixation des corps des rotors 101 et 124 avec l'entretoise. Cette entretoise 209 est dans un mode de réalisation en plusieurs parties, chaque partie étant traversée par un tirant. Le nombre d ' entretoi se s est dans un mode de réalisation égal au nombre de tirants, en variante inférieur au nombre de tirants. Les entretoises sont par exemple de forme tubulaire. Cela permet de diminuer la transmission de chaleur entre les deux rotors 101, 124. En variante l'entretoise est de forme annulaire, éventuellement fractionnées en plusieurs parties .
La figure 5 montre plus particulièrement le parcourt du flux d'un fluide gazeux refroidissant à travers le ralentisseur et notamment devant le support 202 du pont redresseur 201 pour le refroidir en premier. Le fluide gazeux, généralement de l'air, arrive au couvercle 113 et entre dans le ralentisseur par les ouïes d'entrée 118 du couvercle 113, c'est-à-dire sous la forme d'autant de flux partiels que le couvercle 113 a d'ouïes d'entrée 118. Chacun des flux partiels entre dans le ralentisseur avec une orientation non axiale, essentiellement déterminée par la disposition de l'ouïe d'entrée 118 correspondant dans la partie courbe de l'enfoncement 117 du couvercle 113. L'ensemble des flux partiels forme une enveloppe refroidissante pour la génératrice 106 et le pont redresseur 201 ainsi qu'un flux cylindrique de refroidissement traversant axialement les bobines d'induction 107 du rotor du ra lent i s seur .
Une fois de plus, on voit la mérite de l'invention qui consiste à disposer l'électronique du raient i s seur , ici le pont redresseur 201 avec ses radiateurs et leur support 202, à l'avant du raient is seur , adjacent au rotor d'alimentation de la génératrice 106 du ralentisseur afin que le fluide gazeux refroidissant passe d'abord devant les ponts redresseurs 201 pour les refroidir avant d'entrer à l'intérieur du rotor du ralentisseur pour y refroidir les bobines d'induction 107.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit ni à ses variantes décrites. Ainsi, le ventilateur non débrayable 109 peut être remplacé par un ventilateur débrayable 109A, grâce à la couronne 112, à au moins deux étages permettant d'améliorer la performance du ventilateur et de réduire les pertes à vide. Un tel ventilateur facilite le refroidissement des bobines, tout en limitant la consommation d'un couple sur l'arbre, notamment pendant les périodes de non utilisation du ralentisseur.
A cet effet, un tel ventilateur comporte un moyeu et au moins deux ensembles de pales disposés radialement autour du moyeu. Le premier ensemble de pales est disposé directement autour du moyeu et forme un premier étage du ventilateur, et le ou les autres ensembles de pales sont disposés autour du premier ensemble de pales et forment successivement, vers l'extérieur du ventilateur, un deuxième étage, un troisième étage etc. du ventilateur, chaque étage ayant un nombre de pales supérieur à celui de l'étage inférieur. La conception d'un ventilateur à au moins deux étages permet aussi d'optimiser le rendement du ventilateur par une variation de l'inclinaison des pales du centre à la périphérie.
D'une manière générale, avec le ventilateur 109 débrayable à un ou deux étages, l'invention propose une solution permettant d'améliorer la performance du raient i s seur , notamment en réduisant les pertes à vide. Autrement dit, l'invention facilite le refroidissement de l'électronique du raient i s seur , tout en limitant la consommation d'un couple sur l'arbre, notamment pendant les périodes de non utilisation du ra lent i s seur .
Le ventilateur arrière 108 peut être remplacé par un déflecteur.
On peut prévoir deux ponts redresseurs de courant lorsque le bobinage du rotor est du type double triphasé.
Le rotor 101 peut ne comporter qu'une seule bobine en étant un rotor à griffes comme à la figure 4 du document FR A 2 814 003 précité. Le stator du ralentisseur peut être en variante refroidi par circulation d'air.

Claims

REVENDICATIONS
1. Agencement d'un circuit électronique (201) dans une machine électrique tournante, tel qu'un ralentisseur électromagnétique, comportant un rotor inducteur bobiné (101) et une génératrice de courant dotée d'un rotor d'alimentation (124) pour alimenter électriquement le rotor inducteur bobiné (101) via le circuit électronique (201), caractérisé en ce que le circuit électronique (201) est monté de manière adjacente au rotor d'alimentation (124) et forme un ensemble unitaire avec le corps du rotor d'alimentation (124) .
2. Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit électronique (201) est disposé à l'avant du rotor d'alimentation (124) de la machine électrique tournante, vu dans le sens du flux d'un fluide gazeux refroidissant.
3. Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit électronique (201) est disposé à l'arrière du rotor d'alimentation (124) de la machine électrique tournante, vu dans le sens du flux du fluide gazeux refroidissant.
4. Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit électronique (201) est disposé à l'intérieur du corps du rotor d'alimentation (124) de la machine électrique tournante .
5. Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le circuit électronique (201) est solidaire du corps du rotor d'alimentation (124) .
6. Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le circuit électronique (201) est un dispositif de redressement de courant comportant deux radiateurs (304, 305), respectivement un radiateur négatif destiné à être relié à la masse et un radiateur positif isolé électriquement par rapport au corps du rotor d'alimentation.
7. Agencement selon la revendication 6, caractérisé en ce que les deux radiateurs (304, 305) sont isolés électriquement par rapport au corps du rotor d'alimentation par l'intermédiaire d'un support (202) en matière électriquement isolante sur lequel sont montés les radiateurs.
8. Agencement selon la revendication 7, caractérisé en ce que le support (202) présente à sa périphérie externe des oreilles trouées (302) pour sa fixation à l'aide d'organes de fixation, tels que des vis, sur le corps du rotor d'alimentation (124) .
9. Agencement selon la revendication 8, caractérisé en ce que deux des oreilles (302) diamétralement opposées sont prolongées vers l'intérieur par des nervures de séparation des deux radiateurs (304, 305).
10. Agencement selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le support est de forme creuse et comporte un retour central (203) et périphérique externe.
11. Agencement selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que les radiateurs (304, 305) sont réalisés en métal.
12. Agencement selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que le circuit électronique (201) comporte des éléments de redressement de courant portés par les radiateurs (304, 305) .
13. Agencement selon la revendication 12, caractérisé en ce que les éléments de redressement de courant comportent des diodes, qui présentent un corps moleté afin d'être montées par emmanchement à force dans les radiateurs (304, 305) .
14. Agence ment selon la revendication 12, caractérisé en ce que les éléments de redressement de courant comportent des diodes rapportées par brasage sur les radiateurs (304, 305) .
15. Agencement selon l'une quelconque des revendications 6 à 14, caractérisé en ce que les radiateurs (304, 305) sont dotés d'ailettes (204) ou de nervures pour canaliser le flux d'un fluide gazeux de refroidissement.
16. Agencement selon l'une quelconque des revendications 6 à 15, caractérisé en ce que la génératrice de courant présente un stator inducteur (114) solidaire d'un couvercle (113) et en ce que le couvercle (113) du stator (114) de la génératrice de courant (106) est doté centralement d'un enfoncement (117) troué pour canalisation du fluide gazeux de refroidissement venant lécher les radiateurs nervures ou à ailettes des composants du circuit électronique (201) .
17. Agencement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rotor d'alimentation (124) comporte un bobinage et en ce que le circuit électronique (201) est implanté en dessous du bobinage du rotor d'alimentation.
18. Agencement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps du rotor d'alimentation (124) est relié mécaniquement au corps du rotor bobiné par des tirants .
19. Agencement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un ventilateur (109) est associé au circuit électronique (201) en étant implanté entre le rotor d'alimentation (124) et le rotor inducteur bobiné (101) .
20. Ralentisseur électromagnétique comportant un arbre tournant (102) avec un moyen (109) pour faire circuler un fluide gazeux refroidissant sur des bobines d'induction (107) destinées à engendrer, sur commande, des courants de Foucault dans un stator (110) entourant l'arbre tournant (102) et les bobines d'induction (107), caractérisé en ce qu'il comprend au moins un circuit électronique (201) disposé suivant un agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 19.
21. Ralentisseur électromagnétique selon la revendication 20, caractérisé en ce que le moyen
(109) pour faire circuler un fluide gazeux refroidissant est un ventilateur de plus grand diamètre que celui du corps du rotor d'alimentation .
PCT/FR2007/051785 2006-08-10 2007-08-06 Agencement d'un circuit electronique dans une machine electrique tournante et machine electrique tournante comportant un tel agencement WO2008017785A2 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP07823692A EP2050180A2 (fr) 2006-08-10 2007-08-06 Agencement d'un circuit electronique dans une machine electrique tournante et machine electrique tournante comportant un tel agencement

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0653347A FR2904896A1 (fr) 2006-08-10 2006-08-10 Agencement d'un circuit electronique dans une machine electrique tournante et machine electrique tournante comportant un tel agencement
FR0653347 2006-08-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2008017785A2 true WO2008017785A2 (fr) 2008-02-14
WO2008017785A3 WO2008017785A3 (fr) 2008-04-17

Family

ID=37799682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2007/051785 WO2008017785A2 (fr) 2006-08-10 2007-08-06 Agencement d'un circuit electronique dans une machine electrique tournante et machine electrique tournante comportant un tel agencement

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2050180A2 (fr)
FR (1) FR2904896A1 (fr)
WO (1) WO2008017785A2 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10491094B2 (en) 2014-02-17 2019-11-26 Nippon Steel Corporation Eddy current retarder with electricity generating function

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1188749A (fr) * 1957-12-17 1959-09-24 Perfectionnements aux accouplements électromagnétiques, notamment aux accouplementsà courants de foucault à bobine d'excitation tournante
US3184626A (en) * 1961-01-09 1965-05-18 Emerson Electric Co Eddy current clutch and power supply therefor
US3416016A (en) * 1965-01-11 1968-12-10 Hitachi Ltd Speed reduction apparatus for automotive vehicles
GB2223627A (en) * 1988-09-02 1990-04-11 Tasc Drives Ltd Electromagnetic coupling supplied from rotary transformer via a rotating rectifier
US5821658A (en) * 1995-07-06 1998-10-13 Boggs, Iii; Paul Dewey Speed control in self-powered eddy current drive
FR2814003A1 (fr) * 2000-09-14 2002-03-15 Labinal Ensemble constitue par un ralentisseur a courants de foucault et par ses moyens d'alimentation electrique
FR2861912A1 (fr) * 2003-10-31 2005-05-06 Telma Ralentisseur electromagnetique a refroidissement par eau

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1946569A1 (de) * 1969-09-13 1971-03-18 Bosch Gmbh Robert Wirbelstrombremse

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1188749A (fr) * 1957-12-17 1959-09-24 Perfectionnements aux accouplements électromagnétiques, notamment aux accouplementsà courants de foucault à bobine d'excitation tournante
US3184626A (en) * 1961-01-09 1965-05-18 Emerson Electric Co Eddy current clutch and power supply therefor
US3416016A (en) * 1965-01-11 1968-12-10 Hitachi Ltd Speed reduction apparatus for automotive vehicles
GB2223627A (en) * 1988-09-02 1990-04-11 Tasc Drives Ltd Electromagnetic coupling supplied from rotary transformer via a rotating rectifier
US5821658A (en) * 1995-07-06 1998-10-13 Boggs, Iii; Paul Dewey Speed control in self-powered eddy current drive
EP1517430A2 (fr) * 1995-07-06 2005-03-23 Boggs, Paul, Dewey, III Eintraínement à courants de Foucault avec un générateur
FR2814003A1 (fr) * 2000-09-14 2002-03-15 Labinal Ensemble constitue par un ralentisseur a courants de foucault et par ses moyens d'alimentation electrique
FR2861912A1 (fr) * 2003-10-31 2005-05-06 Telma Ralentisseur electromagnetique a refroidissement par eau

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10491094B2 (en) 2014-02-17 2019-11-26 Nippon Steel Corporation Eddy current retarder with electricity generating function
US20190393764A1 (en) * 2014-02-17 2019-12-26 Nippon Steel Corporation Eddy current retarder with electricity generating function
US10734881B2 (en) * 2014-02-17 2020-08-04 Nippon Steel Corporation Eddy current retarder with electricity generating function

Also Published As

Publication number Publication date
EP2050180A2 (fr) 2009-04-22
WO2008017785A3 (fr) 2008-04-17
FR2904896A1 (fr) 2008-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1556940B1 (fr) Alterno-démarreur de véhicule automobile
EP0331559B1 (fr) Ensemble constitué par un ralentisseur électromagnétique et par ses moyens d'alimentation électrique
EP1407527B1 (fr) Agencement de redressement de courant pour machines electriques tournantes, notamment alternateur pour vehicule automobile
EP1929611B1 (fr) Systeme de ventilation pour machines electriques tournantes equipe d'un dispositif de refroidissement par ecoulement force d'un fluide et machine electrique tournante comportant un tel dispositif
EP2656487B1 (fr) Dispositif regulateur de tension pour une machine electrique tournante, palier d'une telle machine equipe d'un tel dispositif et une telle machine comportant un tel palier
EP1784908A1 (fr) Chemise de refroidissement pour une machine rotative et machine rotative comportant une telle chemise de refroidissement
WO2002050977A2 (fr) Enroulements et connections statoriques d'un alternateur
EP1695431A1 (fr) Ralentisseur electromagnetique comportant des moyens pour assurer une ventilation
FR2796504A1 (fr) Alternateur pour automobile
EP1627151A1 (fr) Dispositif de ventilation, notament pour alternateur de vehicule automobile
WO2012085421A2 (fr) Dispositif regulateur de tension pour une machine electrique tournante, palier d'une telle machine equipe d'un tel dispositif et une telle machine comportant un tel palier
WO2002093717A1 (fr) Machine electrique tournante, notamment alternateur pour vehicule automobile
EP1878105A1 (fr) Ventilateur debrayable pour un ralentisseur electromagnetique
CA2549520A1 (fr) Machine electrique tournante, notamment alternateur de vehicule automobile, dont les entrees/sorties d'air comprennent des ailettes inclinees par rapport aux pales des ventilateurs
FR2797112A1 (fr) Alternateur
WO2008017785A2 (fr) Agencement d'un circuit electronique dans une machine electrique tournante et machine electrique tournante comportant un tel agencement
WO2003100945A1 (fr) Alternateur muni d'un stator a entrees vrillees
FR2969413A1 (fr) Dispositif regulateur de tension pour une machine electrique tournante, palier d'une telle machine equipe d'un tel dispositif et une telle machine comportant un tel palier
FR2818821A1 (fr) Alternateur pour vehicule automobile
FR2894090A1 (fr) Ventilateur a au moins deux etages pour un ralentisseur electromagnetique et ralentisseur electromagnetique comportant un tel ventilateur
FR2894409A1 (fr) Deflecteur pour un ralentisseur electromagnetique et ralentisseur electromagnetique comportant un tel deflecteur
FR2814003A1 (fr) Ensemble constitue par un ralentisseur a courants de foucault et par ses moyens d'alimentation electrique
WO2017134375A1 (fr) Machine electrique tournante munie d'au moins une ouverture d'aeration dans un dissipateur de chaleur
FR2864369A1 (fr) Ralentisseur electromagnetique comportant des moyens pour creer un courant d'air
WO2018197624A1 (fr) Machine électrique tournante à refroidissement optimisé

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07823692

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007823692

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: RU