WO2017118786A1 - Stator pour machine electrique tournante - Google Patents

Stator pour machine electrique tournante Download PDF

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WO2017118786A1
WO2017118786A1 PCT/FR2016/053448 FR2016053448W WO2017118786A1 WO 2017118786 A1 WO2017118786 A1 WO 2017118786A1 FR 2016053448 W FR2016053448 W FR 2016053448W WO 2017118786 A1 WO2017118786 A1 WO 2017118786A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
connector
connecting member
stator
electrical
neutral
Prior art date
Application number
PCT/FR2016/053448
Other languages
English (en)
Inventor
Ryadh BEN-OMRANE
Christophe Monteil
Original Assignee
Valeo Equipements Electriques Moteur
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Filing date
Publication date
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/50—Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2203/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
    • H02K2203/09—Machines characterised by wiring elements other than wires, e.g. bus rings, for connecting the winding terminations

Definitions

  • the invention particularly relates to a stator for a rotating electrical machine.
  • a reversible machine is a rotating electrical machine able to work in a reversible manner, on the one hand, as an electric generator in alternator function and, on the other hand, as an electric motor in particular for starting the engine of the motor vehicle.
  • a rotating electrical machine comprises a rotor rotatable about an axis and a fixed stator surrounding the rotor.
  • alternator mode when the rotor is rotating, it induces a magnetic field to the stator which transforms it into electric current to power the vehicle electronics and recharge the battery.
  • motor mode the stator is electrically powered and induces a magnetic field driving the rotor in rotation.
  • the stator is provided with an electrical winding comprising a plurality of phase-forming electrical conductors.
  • each phase comprises a neutral point and a connection point corresponding to an input or a phase output.
  • the stator winding therefore comprises a plurality of neutral points and a plurality of connection points distributed along a periphery of the stator.
  • the neutral points of the same phase system must be connected together without creating an electrical short circuit with the connection points in order to ensure a good electrical supply of the stator winding.
  • the present invention aims to improve the stators.
  • the present invention aims in particular to allow to connect the neutral points of the same phase system between them without creating an electrical short circuit with the connection points.
  • the present invention therefore relates to a stator for a rotating electric machine of a motor vehicle.
  • the stator extends around an axis X and comprises:
  • this winding comprising a plurality of electrical conductors forming phases, each phase comprising:
  • An electrical connector comprising at least one electrical connecting member which is arranged to allow to electrically connect at least two neutral points, this connector having a shape that bypasses the connection points.
  • the neutral points of the same phase system are electrically connected so as to form a single neutral point per phase system without the risk of an electrical short circuit with the connection points.
  • the electrical connection between the neutral points of the winding can be relatively robust and a good power supply of the winding can be guaranteed.
  • the connecting member comprises at least one radial recess which extends along an arc of a circle of diameter less than that of the circumference on which the neutral and connection points are arranged.
  • the radial recess may be arranged at a non-zero radial distance from the connection points.
  • the connecting member comprises at least one axial recess which extends over the same circumference than that where the neutral and connecting points are arranged.
  • the electrical winding may comprise at least one bun and at least one electrical conductor having a section overlapping a top of the bun and the axial recess may be arranged at a non-zero axial distance of this section, from an axial side opposite the top. of the bun.
  • the connector comprises a plurality of link member sections connecting at least two neutral points to each other.
  • the connecting member sections are arranged along the same circumference.
  • the connecting member is arranged to form at least one space for insertion of an electrical conductor end forming a neutral point.
  • at least two neighboring sections of connecting member are arranged to form said space.
  • the connecting member may be welded to at least one neutral point to be connected.
  • it is welded by resistance brazing or by electric arcs or by soldering or by laser. This makes it possible to ensure the electrical connection between the neutral points and also to maintain the connector.
  • At least one of the connecting member sections comprises a tab, in particular located at one end of said section, this tab extending substantially axially.
  • Each neutral point may, advantageously, be in electrical contact with two legs of neighboring link member sections, these tabs being in particular arranged opposite one another.
  • each connecting member section may comprise at least one elbow, in particular rounded, facing the winding and being arranged to facilitate the insertion of a conductor end forming a neutral point.
  • the bend is advantageously formed at the junction between the tab and the rest of the connecting member section.
  • the connecting member of the connector is made of copper.
  • the connector further comprises an electrically insulating body which carries the connecting member.
  • the insulating body may comprise a plastic material.
  • the insulating body is advantageously obtained by overmolding the connecting member.
  • the connecting member is embedded in the insulating body over a major part of its length.
  • the insulating body comprises at least one radial notch arranged to allow the passage of at least one electrical conductor end forming a connection point.
  • the radial notch may be open on an outer periphery of the connector.
  • the insulating body may further comprise at least one radial notch arranged to receive at least one lug and at least one electrical conductor end forming a neutral point.
  • This radial notch is, for example, open on an outer periphery of the connector.
  • the connector may comprise at least one orifice made in the insulating body and arranged to receive an electrical conductor end forming a connection point.
  • This orifice forms a guide portion facilitating the installation of the connector.
  • this orifice may be a notch.
  • the electric winding is of star type.
  • the electric winding is of the double three-phase type, with in particular two phase systems each having a plurality of neutral points.
  • the connector may comprise a plurality of connecting members and each being arranged to allow the neutral points of the same phase system to be electrically connected.
  • stator may comprise several connectors, each being arranged to allow to electrically connect all the neutral points of the same phase system winding.
  • the connecting member may be bare without being electrically insulative coating.
  • the stator may comprise, in addition, at least one temperature measurement probe carried by the connector and comprising at least one sensitive element arranged so as to measure the temperature of the coil. This makes it possible to measure the temperature of the stator in order to be able to regulate it.
  • the sensitive element is arranged to be in thermal contact with the connecting member of the connector, the connecting member being in thermal contact with an electrical conductor of the coil.
  • the sensing element and the connecting member are in direct contact with each other. This provides a better measure of the temperature.
  • the connector in particular the insulating body, comprises a housing for receiving the measurement probe.
  • the housing comprises a thermally conductive material in which is at least partially embedded the measurement probe.
  • This material is, for example, a varnish or a resin or an adhesive.
  • the sensing element is advantageously positioned in the housing in axial contact with the connecting member.
  • the connector comprises a cover arranged to close the housing.
  • the measurement probe is carried by the cover.
  • the measuring probe is inserted in a housing of said lid. This keeps the probe mechanical.
  • the measuring probe is snapped onto the cover.
  • the measurement probe is carried by the housing.
  • the measurement probe is snapped onto a bottom of the housing.
  • the cover is connected to the rest of the connector by a hinge. Still in this example, the closure of the lid is provided by a latching device. Alternatively, the cover can be attached to the connector and snapped to the rest of said connector.
  • the measurement probe is a negative thermal coefficient (NTC) sensor.
  • NTC negative thermal coefficient
  • the measurement probe further comprises at least one electrical wire arranged to transmit an electrical signal to an electronic assembly, the electronic assembly being in particular mounted on the rotating electrical machine.
  • the housing may comprise an orifice allowing the passage of at least one electrical wire to the electronic assembly.
  • the connector is mounted on an apex of a winding bun.
  • the connector can be mounted facing the rear bearing of the rotating electrical machine.
  • the connector extends over an arc of a circle. This makes it possible to follow the shape of the stator winding.
  • the present invention also relates to a rotating electrical machine.
  • the rotating electrical machine can advantageously form an alternator or a reversible machine.
  • FIG. 1 represents, schematically and partially, a cross-sectional view of a rotating electrical machine according to an exemplary implementation of the invention
  • FIG. 2 represents, schematically and partially, a perspective view of a stator of FIG. 1;
  • FIG. 3 represents, schematically and partially, a perspective view of an exemplary link member of FIG. 1;
  • FIG. 4 represents, schematically and partially, a perspective view of an exemplary connector of FIG. 1,
  • FIG. 5 represents, schematically and partially, a sectional view of part of the connector of FIG. 4,
  • FIG. 6 represents, schematically and partially, a perspective view of another exemplary connector of FIG. 1,
  • FIG. 7 represents, schematically and partially, a perspective view of a portion of another exemplary connector of FIG. 1,
  • FIG. 8 represents, schematically and partially, a perspective view of a part of the connector of FIG. 1
  • FIG. 9 represents, schematically and partially, a perspective view of another example of a part of the connector of FIG. 1, and
  • FIG. 10 represents, schematically and partially, a perspective view of a portion of the connector of FIG. 9.
  • FIG. 1 represents a rotating electrical machine 1 compact and polyphase, in particular for a motor vehicle.
  • This rotating electrical machine 1 transforms mechanical energy into electrical energy, into alternator mode, and can operate in motor mode to transform electrical energy into mechanical energy.
  • This rotary electrical machine 1 is, for example, an alternator or a reversible machine.
  • the rotary electrical machine 1 comprises a housing 2. Inside this housing 2, it further comprises a shaft 3, a rotor 4 integral in rotation with the shaft 3 and a stator 5 surrounding the rotor 4.
  • the Rotational movement of the rotor 4 is around an axis X.
  • X axis X.
  • the radial, ortho-radial and axial orientations are to be considered with respect to this axis X.
  • the housing 2 comprises a front bearing 6 and a rear bearing 7 which are assembled together.
  • These bearings 6, 7 are of hollow form and each bear, centrally, a ball bearing 10, 1 1 respective for the rotational mounting of the shaft 3.
  • a pulley 12 is fixed on a front end of the shaft 3, at the front bearing 6, for example by means of a nut bearing on the bottom of the cavity of this pulley. This pulley 12 makes it possible to transmit the rotational movement to the shaft 3.
  • the rear end of the shaft 3 carries, here, slip rings belonging to a collector. Brushes belonging to a brush holder 8 are arranged so as to rub on the slip rings.
  • the brush holder 8 is connected to a voltage regulator included in a rectifier bridge 9.
  • the front bearing 6 and the rear bearing 7 may further comprise substantially lateral openings for the passage of air in order to allow the cooling of the rotary electric machine by air circulation generated by the rotation of a fan. before 13 on the front dorsal face of the rotor 4, that is to say at the front bearing 6 and a rear fan 14 on the rear dorsal face of the rotor, that is to say at the level of the bearing back 7.
  • the stator 5 comprises a body 15 in the form of a pack of sheets with notches, for example of the semi-closed or open type, equipped with slot insulator for mounting an electric winding. 16.
  • This coil 16 passes through the notches of the body 15 and form a front bun and a rear bun on both sides of the stator body.
  • This winding 16 is obtained, for example, from a continuous wire covered with enamel or from conducting elements in the form of bars such as pins connected together.
  • the rotor 4 is a claw rotor. It comprises two pole wheels 17. Each pole wheel 17 is formed of a flange 18 and a plurality of claws 19 forming magnetic poles.
  • the flask 18 is of transverse orientation and has, for example, a substantially annular shape.
  • This rotor 4 further comprises a cylindrical core 20 which is interposed axially between the pole wheels 17.
  • this core 20 is formed of two half-cores each belonging to one of the pole wheels 17.
  • the rotor 4 comprises, between the core 20 and the claws 19, a coil comprising, here, a winding hub 22 and an electric winding 21 on this hub.
  • the collector rings belonging to the collector are connected by wire bonds to said coil.
  • the rotor 4 may also comprise magnetic elements interposed between two adjacent claws.
  • the rotor 4 When the electric winding is electrically powered from the brushes, the rotor 4 is magnetized and becomes an inductor rotor with formation of north-south magnetic poles at the claws 19. This inductor rotor creates an alternating induced current in the stator induced when the shaft 3 is rotating.
  • the rectifier bridge 9 then transforms this AC induced current into a direct current, in particular to supply the loads and the consumers of the motor vehicle's onboard network as well as to recharge its battery.
  • the electric winding 16 is connected in a star.
  • the stator 5 extends around the X axis and comprises:
  • this winding comprising a plurality of electrical conductors forming phases, each phase comprising:
  • an electrical connector comprising at least one electric connection member which is arranged to enable connection electrically at least two neutral points 23, this connector 25 having a shape that bypasses the connection points 24.
  • the connector 25 is mounted on an apex of a winding bun 16.
  • the connector 25 is mounted opposite the rear bearing 7 of the rotary electric machine 1 and therefore on the back bun.
  • FIG. 3 illustrates in more detail the connection member 26.
  • the connecting member 26 comprises at least one radial recess 27 which extends along an arc of a diameter smaller than that of the circumference on which are arranged the neutral points 23 and 24 connection.
  • the radial recess 27 may be arranged at a non-zero radial distance from the connection points 24.
  • the connecting member 26 comprises at least one axial recess 28 which extends on the same circumference as that in which the neutral 23 and connection 24 points are located.
  • the coil 16 comprises at least one electrical conductor having a section overlapping an apex of the bun.
  • the axial recess 28 is preferably arranged at a non-zero axial distance of this section, on an axial side opposite the top of the bun.
  • the connector 25 comprises a plurality of sections 29 of connecting members 26 connecting at least two neutral points 23 between them.
  • the sections 29 are arranged along the same circumference.
  • the connecting member 26 could be formed of a single section 29 arranged to electrically connect the neutral points 23.
  • the connecting member 26 is arranged to form a space for the insertion of an electrical conductor end forming a neutral point 23.
  • at least two neighboring sections 29 are arranged to form this space.
  • the connecting member 26 is welded to the associated neutral points 23.
  • the connecting member 26 is welded at all points neutral 23 that it must connect together.
  • the welding is done by resistance brazing or by electric arcs or by soldering or by laser.
  • each section 29 comprises a tab
  • sections 29 comprise, here, two lugs 30 located at the respective ends of said sections facing the corresponding neutral point 23.
  • Each neutral point 23 is here in electrical contact with two tabs 30 of neighboring sections 29, these tabs 30 being in particular arranged opposite one another.
  • each section 29 has at least one elbow
  • the bend 31 is here formed at the junction between the lug 30 and the remainder of section 29.
  • the connecting member 26 is made of copper.
  • FIG. 4 illustrates in more detail the connector 25.
  • the connector 25 further comprises an electrically insulating body 32 which carries the connecting member 26.
  • the insulating body 32 comprises a plastic material.
  • the connector extends here on a circular arc.
  • the insulating body 32 is obtained by overmolding the connecting member 26.
  • the connecting member 26 is embedded in the insulating body 32 over a major part of its length.
  • the insulating body 32 comprises at least a first radial notch 33 arranged to allow the passage of at least one electrical conductor end forming a connection point 24.
  • the radial notch 33 is emerging on an outer periphery of the connector 25.
  • the insulating body 32 further comprises at least a second radial notch 34 arranged to receive at least one tab 30 and at least one end of an electrical conductor forming a neutral point 23.
  • This radial notch 34 is, for example, opening on an outer periphery of the connector 25.
  • the connector 25 comprises, in the example of Figure 4, at least one orifice 35 formed in the insulating body 32 and arranged to receive an electrical conductor end forming a connection point 24.
  • the winding 16 is of double three-phase type, with in particular two phase systems each having three neutral points 23.
  • the connector 25 then comprises two connecting members 26 each being arranged to to electrically connect the neutral points 23 of the same phase system.
  • the stator 5 could comprise two connectors 25 such as that illustrated in FIG. 6, each being arranged to make it possible to electrically connect all the neutral points 23 of the same phase system of the winding.
  • stator 5 would then comprise a single connector 25 as illustrated in the example of FIG.
  • the stator 5 further comprises at least one temperature measuring probe 36 carried by the connector 25 and comprising at least one sensitive element 37 arranged to measure the temperature of the winding 16.
  • the sensitive element 37 is here arranged to be in thermal contact with a connecting member 26 of the connector 25, the connecting member 26 being in thermal contact with an electrical conductor of the coil 16.
  • sensing element 37 and connecting member 26 are in direct contact with each other.
  • the measurement probe 36 may have different locations along the connector 25. In the example of FIG. 2, the measurement probe 36 is positioned at one end of the connector 25. In the example of FIG. 7, said probe is positioned between two neutral points 23.
  • the connector 25, in particular the insulating body 32 comprises a housing 38 intended to receive the measurement probe 36.
  • the housing 38 comprises a thermally conductive material 39 in which is at least partially embedded the measuring probe 36.
  • This material 39 is, for example, a varnish or a resin or an adhesive.
  • the sensitive element 37 is here positioned in the housing 38 in axial contact with the connecting member 26.
  • the connector 25 comprises a cover 40 arranged to close the housing 38.
  • the closure of the cover 40 is provided by a latching device 43.
  • the measuring probe 36 is inserted in a housing 41.
  • the measuring probe 36 could be latched via a latching device 45.
  • the measuring probe 36 is carried by the cover 40.
  • the cover 40 is connected to the remainder of the connector 25 via a hinge 42.
  • the measurement probe 36 is carried by the housing 38.
  • the measurement probe 36 is snapped onto a bottom of the housing 38.
  • the cover 40 may be attached to the connector 25 and snapped to the rest of said connector.
  • the measurement probe 36 is a negative thermal coefficient (NTC) sensor.
  • NTC negative thermal coefficient
  • the measurement probe 36 comprises, here, at least one electrical wire 44 arranged to transmit an electrical signal to an electronic assembly, the electronic assembly being mounted in particular on the rotating electrical machine 1.
  • the housing 38 has an orifice for the passage of at least one electrical wire 44 to the electronic assembly.
  • a connector as previously described makes it possible to electrically connect the neutral points while avoiding electrical contact with the connection points.
  • the neutral points are at an electric potential of mass while the points of connection are connected to the bridge rectifier and present a different electric potential from that of the neutral points.
  • the present invention thus makes it possible to connect electrically the neutral points of the same phase system between them by reducing the risks of short circuit with the connection points.
  • the present invention achieves this result in a simple, inexpensive, reliable manner and maintains optimum performance of the rotating electrical machine.
  • the present invention finds applications in particular in the automotive field stators for alternator or reversible machine of a motor vehicle but it could also apply to any type of rotating machine.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Abstract

La présente invention propose un stator pour une machine électrique tournante de véhicule automobile,le stator (5) s'étendant autour d'un axe (X) et comportant: -un bobinage électrique (16), ce bobinage comportant une pluralité de conducteurs électriques formant des phases, chaque phase comprenant: -un point neutre (23) électrique formé par une extrémité de conducteur électrique et -un point de connexion (24) d'une entrée ou d'une sortie de phase formé par une autre extrémité de conducteur électrique, ces points neutre et de connexion étant sur une même circonférence; et -un connecteur (25) électrique comportant au moins un organe de liaison (26) électrique qui est agencé pour permettre de relier électriquement au moins deux points neutres (23), ce connecteur (25) présentant une forme qui contourne les points de connexions (24).

Description

STATOR POUR MACHINE ELECTRIQUE TOURNANTE
L'invention concerne notamment un stator pour une machine électrique tournante.
L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine des machines électriques tournantes telles que les alternateurs ou encore les machines réversibles. On rappelle qu'une machine réversible est une machine électrique tournante apte à travailler de manière réversible, d'une part, comme générateur électrique en fonction alternateur et, d'autre part, comme moteur électrique notamment pour démarrer le moteur thermique du véhicule automobile.
Une machine électrique tournante comprend un rotor mobile en rotation autour d'un axe et un stator fixe entourant le rotor. En mode alternateur, lorsque le rotor est en rotation, il induit un champ magnétique au stator qui le transforme en courant électrique afin d'alimenter l'électronique du véhicule et de recharger la batterie. En mode moteur, le stator est alimenté électriquement et induit un champ magnétique entraînant le rotor en rotation.
Le stator est pourvu d'un bobinage électrique comprenant une pluralité de conducteurs électriques formant des phases. Lorsque le couplage du bobinage est de type couplage en étoile, chaque phase comporte un point neutre et un point de connexion correspondant à une entrée ou une sortie de phase. Le bobinage du stator comporte donc plusieurs points neutres et plusieurs points de connexion répartis le long d'une périphérie du stator. Les points neutres d'un même système de phase doivent être reliés ensemble sans créer de court-circuit électrique avec les points de connexion afin de garantir une bonne alimentation électrique du bobinage du stator.
La présente invention vise à permettre d'améliorer les stators.
La présente invention vise notamment à permettre de relier les points neutres d'un même système de phase entre eux sans créer de court- circuit électrique avec les points de connexion. A cet effet, la présente invention a donc pour objet un stator pour une machine électrique tournante de véhicule automobile. Selon la présente invention, le stator s'étend autour d'un axe X et comporte :
- un bobinage électrique, ce bobinage comportant une pluralité de conducteurs électriques formant des phases, chaque phase comprenant :
- un point neutre électrique formé par une extrémité de conducteur électrique et
- un point de connexion d'une entrée ou d'une sortie de phase formé par une autre extrémité de conducteur électrique,
ces points neutre et de connexion étant sur une même circonférence ; et
- un connecteur électrique comportant au moins un organe de liaison électrique qui est agencé pour permettre de relier électriquement au moins deux points neutres, ce connecteur présentant une forme qui contourne les points de connexions.
Cela permet de relier les points neutres en évitant un contact électrique avec les points de connexion. Ainsi, les points neutres d'un même système de phase sont connectés électriquement de manière à former un seul point neutre par système de phase sans risque de court- circuit électrique avec les points de connexion. De plus, grâce à l'invention, la liaison électrique entre les points neutres du bobinage peut être relativement robuste et une bonne alimentation électrique du bobinage peut être garantie.
Dans un exemple avantageux de mise en œuvre, l'organe de liaison comporte au moins un décrochement radial qui s'étend le long d'un arc de cercle de diamètre inférieur à celui de la circonférence sur laquelle sont disposés les points neutre et de connexion.
Avantageusement, le décrochement radial peut être disposé à une distance radiale non nulle des points de connexion.
Selon un mode avantageux de réalisation, l'organe de liaison comporte au moins un décrochement axial qui s'étend sur la même circonférence que celle où sont disposés les points neutre et de connexion.
Avantageusement, le bobinage électrique peut comporter au moins un chignon et au moins un conducteur électrique présentant un tronçon chevauchant un sommet du chignon et le décrochement axial peut être disposé à une distance axiale non nulle de ce tronçon, d'un côté axial opposé au sommet du chignon.
Dans un exemple avantageux de réalisation, le connecteur comporte une pluralité de tronçons d'organe de liaison reliant au moins deux points neutres entre eux.
Par exemple, les tronçons d'organe de liaison sont disposés le long de la même circonférence.
De plus, de manière avantageuse, l'organe de liaison est agencé pour former au moins un espace permettant l'insertion d'une extrémité de conducteur électrique formant un point neutre. Par exemple, au moins deux tronçons voisins d'organe de liaison sont agencés pour former ledit espace.
Avantageusement, l'organe de liaison peut être soudé à au moins un point neutre à relier. Notamment, il est soudé par soudo-brasage par résistance ou par arcs électriques ou par brasage tendre ou par laser. Cela permet d'assurer la connexion électrique entre les points neutres et également d'assurer le maintien du connecteur.
Selon un mode avantageux de réalisation, au moins un des tronçons d'organe de liaison comporte une patte, notamment située à une extrémité dudit tronçon, cette patte s'étendant sensiblement de manière axiale.
Chaque point neutre peut, avantageusement, être en contact électrique avec deux pattes de tronçons d'organe de liaison voisins, ces pattes étant notamment disposées en regard l'une de l'autre.
De manière avantageuse, chaque tronçon d'organe de liaison peut comporter au moins un coude, notamment arrondi, en regard du bobinage et étant agencé pour faciliter l'insertion d'une extrémité de conducteur formant un point neutre. Le cas échéant, le coude est, avantageusement, formé à la jonction entre la patte et le reste du tronçon d'organe de liaison.
Dans un exemple avantageux de réalisation, l'organe de liaison du connecteur est réalisé en cuivre.
Selon un mode de réalisation avantageux, le connecteur comporte, en outre, un corps électriquement isolant qui porte l'organe de liaison.
Avantageusement, le corps isolant peut comporter un matériau plastique.
Par exemple, le corps isolant est, avantageusement, obtenu par surmoulage de l'organe de liaison.
De manière avantageuse, l'organe de liaison est noyé dans le corps isolant sur une majeure partie de sa longueur.
Dans un exemple avantageux de réalisation, le corps isolant comporte au moins une encoche radiale agencée pour permettre le passage d'au moins une extrémité de conducteur électrique formant un point de connexion. Par exemple, l'encoche radiale peut être débouchante sur un pourtour externe du connecteur.
Avantageusement, le corps isolant peut comporter, en outre, au moins une encoche radiale agencée pour recevoir au moins une patte et au moins une extrémité de conducteur électrique formant un point neutre. Cette encoche radiale est, par exemple, débouchante sur un pourtour externe du connecteur.
Avantageusement, le connecteur peut comporter au moins un orifice réalisé dans le corps isolant et agencé pour recevoir une extrémité de conducteur électrique formant un point de connexion. Cet orifice forme une partie de guidage facilitant la mise en place du connecteur. En variante, cet orifice peut être une encoche.
Avantageusement, le bobinage électrique est de type étoile.
De manière avantageuse, le bobinage électrique est de type double triphasés, avec notamment deux systèmes de phases comportant chacun plusieurs points neutres. Avantageusement, le connecteur peut comporter plusieurs organes de liaison et étant chacun agencé pour permettre de relier électriquement les points neutres d'un même système de phase.
Toujours en variante, le stator peut comporter plusieurs connecteurs, chacun étant agencé pour permettre de relier électriquement tous les points neutres d'un même système de phase du bobinage.
Egalement en variante, l'organe de liaison peut être nu en étant dépourvue de revêtement électriquement isolant.
Selon un mode de réalisation avantageux, le stator peut comporter, en outre, au moins une sonde de mesure de température portée par le connecteur et comportant au moins un élément sensible agencé de manière à mesurer la température du bobinage. Cela permet de mesurer la température du stator afin de pouvoir la réguler.
Avantageusement, l'élément sensible est agencé de manière à être en contact thermique avec l'organe de liaison du connecteur, l'organe de liaison étant lui en contact thermique avec un conducteur électrique du bobinage. En particulier, l'élément sensible et l'organe de liaison sont directement en contact l'un avec l'autre. Cela permet d'obtenir une meilleure mesure de la température.
Dans un exemple avantageux de réalisation, le connecteur, notamment le corps isolant, comporte un logement destiné à recevoir la sonde de mesure.
De manière avantageuse, le logement comporte un matériau thermiquement conducteur dans lequel est noyée, au moins partiellement, la sonde de mesure. Ce matériau est, par exemple, un vernis ou une résine ou une colle.
Par exemple, l'élément sensible est, avantageusement, positionné dans le logement en contact axial avec l'organe de liaison.
Avantageusement, le connecteur comporte un couvercle agencé pour fermer le logement.
Selon un exemple de réalisation avantageux, la sonde de mesure est portée par le couvercle. Par exemple, la sonde de mesure est insérée dans un logement dudit couvercle. Cela permet de maintenir mécanique la sonde. En variante, la sonde de mesure est encliquetée sur le couvercle.
En variante, la sonde de mesure est portée par le logement. Par exemple, la sonde de mesure est encliquetée sur un fond du logement.
Selon un exemple de réalisation, le couvercle est relié au reste du connecteur par une charnière. Toujours dans cet exemple, la fermeture du couvercle est assurée par un dispositif d'encliquetage. En variante, le couvercle peut être rapportée au connecteur et encliqueté au reste dudit connecteur.
Par exemple, la sonde de mesure est un capteur à coefficient thermique négatif (NTC).
De manière avantageuse, la sonde de mesure comporte, en outre, au moins un fil électrique agencé pour transmettre un signal électrique à un ensemble électronique, l'ensemble électronique étant notamment monté sur la machine électrique tournante.
Avantageusement, le logement peut comporter un orifice permettant le passage d'au moins un fil électrique vers l'ensemble électronique.
Dans un exemple avantageux de réalisation, le connecteur est monté sur un sommet d'un chignon du bobinage.
Par exemple, le connecteur peut être monté en regard du palier arrière de la machine électrique tournante.
Selon un mode de réalisation avantageux, le connecteur s'étend sur un arc de cercle. Cela permet de suivre la forme du bobinage du stator.
La présente invention a également pour objet une machine électrique tournante. La machine électrique tournante peut, avantageusement, former un alternateur ou une machine réversible.
La présente invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en œuvre non limitatifs de l'invention et de l'examen des dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 représente, schématiquement et partiellement, une vue en coupe d'une machine électrique tournante selon un exemple de mise en œuvre de l'invention, - la figure 2 représente, schématiquement et partiellement, une vue en perspective d'un stator de la figure 1 ,
- la figure 3 représente, schématiquement et partiellement, une vue en perspective d'un exemple d'organe de liaison de la figure 1 ,
- la figure 4 représente, schématiquement et partiellement, une vue en perspective d'un exemple de connecteur de la figure 1 ,
- la figure 5 représente, schématiquement et partiellement, une vue en coupe d'une partie du connecteur de la figure 4,
- la figure 6 représente, schématiquement et partiellement, une vue en perspective d'un autre exemple de connecteur de la figure 1 ,
- la figure 7 représente, schématiquement et partiellement, une vue en perspective d'une partie d'un autre exemple de connecteur de la figure 1 ,
- la figure 8 représente, schématiquement et partiellement, une vue en perspective d'une partie du connecteur de la figure 1
- la figure 9 représente, schématiquement et partiellement, une vue en perspective d'un autre exemple d'une partie du connecteur de la figure 1 , et
- la figure 10 représente, schématiquement et partiellement, une vue en perspective d'une partie du connecteur de la figure 9.
Les éléments identiques, similaires ou analogues conservent les mêmes références d'une figure à l'autre.
La figure 1 représente une machine électrique tournante 1 compacte et polyphasée, notamment pour véhicule automobile. Cette machine électrique tournante 1 transforme de l'énergie mécanique en énergie électrique, en mode alternateur, et peut fonctionner en mode moteur pour transformer de l'énergie électrique en énergie mécanique. Cette machine électrique tournante 1 est, par exemple, un alternateur ou une machine réversible.
La machine électrique tournante 1 comporte un carter 2. A l'intérieur de ce carter 2, elle comporte, en outre, un arbre 3, un rotor 4 solidaire en rotation de l'arbre 3 et un stator 5 entourant le rotor 4. Le mouvement de rotation du rotor 4 se fait autour d'un axe X. Dans la suite de la description les orientations radiales, ortho-radiale et axiales sont à considérer par rapport à cet axe X.
Dans cet exemple, le carter 2 comporte un palier avant 6 et un palier arrière 7 qui sont assemblés ensemble. Ces paliers 6, 7 sont de forme creuse et portent, chacun, centralement un roulement à billes 10, 1 1 respectif pour le montage à rotation de l'arbre 3.
Une poulie 12 est fixée sur une extrémité avant de l'arbre 3, au niveau du palier avant 6, par exemple à l'aide d'un écrou en appui sur le fond de la cavité de cette poulie. Cette poulie 12 permet de transmettre le mouvement de rotation à l'arbre 3.
L'extrémité arrière de l'arbre 3 porte, ici, des bagues collectrices appartenant à un collecteur. Des balais appartenant à un porte-balais 8 sont disposés de façon à frotter sur les bagues collectrices. Le porte- balais 8 est relié à un régulateur de tension compris dans un pont redresseur 9.
Le palier avant 6 et le palier arrière 7 peuvent comporter, en outre, des ouvertures sensiblement latérales pour le passage de l'air en vue de permettre le refroidissement de la machine électrique tournante par circulation d'air engendrée par la rotation d'un ventilateur avant 13 sur la face dorsale avant du rotor 4, c'est-à-dire au niveau du palier avant 6 et d'un ventilateur arrière 14 sur la face dorsale arrière du rotor, c'est-à-dire au niveau du palier arrière 7.
Dans cet exemple de réalisation, le stator 5 comporte un corps 15 en forme d'un paquet de tôles doté d'encoches, par exemple du type semi fermée ou ouverte, équipées d'isolant d'encoches pour le montage d'un bobinage électrique 16. Ce bobinage 16 traverse les encoches du corps 15 et forment un chignon avant et un chignon arrière de part et d'autre du corps du stator. Ce bobinage 16 est obtenu, par exemple, à partir d'un fil continu recouvert d'émail ou encore à partir d'éléments conducteurs en forme de barre tels que des épingles reliées entre elles.
Dans cet exemple, le rotor 4 est un rotor à griffe. Il comporte deux roues polaires 17. Chaque roue polaire 17 est formée d'un flasque 18 et d'une pluralité de griffes 19 formants des pôles magnétiques. Le flasque 18 est d'orientation transversale et présente, par exemple, une forme sensiblement annulaire. Ce rotor 4 comporte, en outre, un noyau 20 cylindrique qui est intercalé axialement entre les roues polaires 17. Ici, ce noyau 20 est formé de deux demi noyaux appartenant chacun à l'une des roues polaires 17. Le rotor 4 comporte, entre le noyau 20 et les griffes 19, une bobine comportant, ici, un moyeu de bobinage 22 et un bobinage électrique 21 sur ce moyeu. Par exemple, les bagues collectrices appartenant au collecteur sont reliées par des liaisons filaires à ladite bobine. Le rotor 4 peut également comporter des éléments magnétiques interposés entre deux griffes adjacentes.
Lorsque le bobinage électrique est alimenté électriquement à partir des balais, le rotor 4 est magnétisé et devient un rotor inducteur avec formation de pôles magnétiques Nord-Sud au niveau des griffes 19. Ce rotor inducteur crée un courant induit alternatif dans le stator induit lorsque l'arbre 3 est en rotation. Le pont redresseur 9 transforme alors ce courant induit alternatif en un courant continu, notamment pour alimenter les charges et les consommateurs du réseau de bord du véhicule automobile ainsi que pour recharger sa batterie.
De plus, dans l'exemple de la figure 1 , le bobinage électrique 16 est connecté en étoile.
Le stator 5 s'étend autour de l'axe X et comporte :
- le bobinage électrique 16, ce bobinage comportant une pluralité de conducteurs électriques formant des phases, chaque phase comprenant :
- un point neutre 23 électrique formé par une extrémité de conducteur électrique et
- un point de connexion 24 d'une entrée ou d'une sortie de phase formé par une autre extrémité de conducteur électrique,
ces points neutre et de connexion étant sur une même circonférence ; et
- un connecteur 25 électrique comportant au moins un organe de liaison 26 électrique qui est agencé pour permettre de relier électriquement au moins deux points neutres 23, ce connecteur 25 présentant une forme qui contourne les points de connexions 24.
Comme illustré dans l'exemple de la figure 2, le connecteur 25 est monté sur un sommet d'un chignon du bobinage 16. En particulier ici, le connecteur 25 est monté en regard du palier arrière 7 de la machine électrique tournante 1 et donc sur le chignon arrière.
La figure 3 illustre plus en détail l'organe de liaison 26.
Dans cet exemple, l'organe de liaison 26 comporte au moins un décrochement radial 27 qui s'étend le long d'un arc de cercle de diamètre inférieur à celui de la circonférence sur laquelle sont disposés les points neutre 23 et de connexion 24. De préférence, le décrochement radial 27 peut être disposé à une distance radiale non nulle des points de connexion 24.
Dans la figure 3, l'organe de liaison 26 comporte au moins un décrochement axial 28 qui s'étend sur la même circonférence que celle où sont disposés les points neutre 23 et de connexion 24. De plus, dans les exemples illustrés ici, le bobinage 16 comporte au moins un conducteur électrique présentant un tronçon chevauchant un sommet du chignon. Le décrochement axial 28 est, de préférence, disposé à une distance axiale non nulle de ce tronçon, d'un côté axial opposé au sommet du chignon.
Dans l'exemple décrit ici, le connecteur 25 comporte une pluralité de tronçons 29 d'organes de liaison 26 reliant au moins deux points neutres 23 entre eux. De préférence, les tronçons 29 sont disposés le long de la même circonférence.
En variante, l'organe de liaison 26 pourrait être formé d'un unique tronçon 29 agencé pour permettre de relier électriquement les points neutres 23.
De plus, l'organe de liaison 26 est agencé pour former un espace permettant l'insertion d'une extrémité de conducteur électrique formant un point neutre 23. Par exemple, au moins deux tronçons 29 voisins sont agencés pour former cet espace.
De préférence, l'organe de liaison 26 est soudé aux points neutres 23 associés. Ainsi, l'organe de liaison 26 est soudé à tous les points neutres 23 qu'il doit reliés ensemble. Notamment, le soudage se fait par soudo-brasage par résistance ou par arcs électriques ou par brasage tendre ou par laser.
Dans l'exemple de la figure 3, chaque tronçon 29 comporte une patte
30, notamment située à une extrémité dudit organe, cette patte s'étendant sensiblement de manière axiale. Certain des tronçons 29 comportent, ici, deux pattes 30 situées aux extrémités respectives desdits tronçons en regard du point neutre 23 correspondant.
Chaque point neutre 23 est, ici, en contact électrique avec deux pattes 30 de tronçons 29 voisins, ces pattes 30 étant notamment disposées en regard l'une de l'autre.
Dans cet exemple, chaque tronçon 29 comporte au moins un coude
31 , notamment arrondi, en regard du bobinage 16 et étant agencé pour faciliter l'insertion d'une extrémité de conducteur formant un point neutre 23. Le cas échéant, le coude 31 est, ici, formé à la jonction entre la patte 30 et le reste du tronçon 29.
De préférence, l'organe de liaison 26 est réalisé en cuivre.
La figure 4 illustre plus en détail le connecteur 25.
Dans les exemples décrits ici, le connecteur 25 comporte, en outre, un corps électriquement isolant 32 qui porte l'organe de liaison 26. De préférence, le corps isolant 32 comporte un matériau plastique. Le connecteur s'étend, ici, sur un arc de cercle.
De préférence, le corps isolant 32 est obtenu par surmoulage de l'organe de liaison 26. Toujours de préférence, l'organe de liaison 26 est noyé dans le corps isolant 32 sur une majeure partie de sa longueur.
Dans l'exemple de la figure 4, le corps isolant 32 comporte au moins une première encoche radiale 33 agencée pour permettre le passage d'au moins une extrémité de conducteur électrique formant un point de connexion 24. Par exemple, l'encoche radiale 33 est débouchante sur un pourtour externe du connecteur 25.
Toujours dans cet exemple, le corps isolant 32 comporte, en outre, au moins une seconde encoche radiale 34 agencée pour recevoir au moins une patte 30 et au moins une extrémité de conducteur électrique formant un point neutre 23. Cette encoche radiale 34 est, par exemple, débouchante sur un pourtour externe du connecteur 25.
En outre, le connecteur 25 comporte, dans l'exemple de la figure 4, au moins un orifice 35 réalisé dans le corps isolant 32 et agencé pour recevoir une extrémité de conducteur électrique formant un point de connexion 24.
Dans l'exemple des figures 2, 3 et 4, le bobinage 16 est de type double triphasés, avec notamment deux systèmes de phases comportant chacun trois points neutres 23. Le connecteur 25 comporte, alors, deux organes de liaison 26 étant chacun agencé pour permettre de relier électriquement les points neutres 23 d'un même système de phase. En variante, le stator 5 pourrait comporter deux connecteurs 25 tel que celui illustré dans la figure 6, chacun étant agencé pour permettre de relier électriquement tous les points neutres 23 d'un même système de phase du bobinage.
Dans une variante de réalisation où le bobinage serait de type simple triphasé, le stator 5 comporterait alors un unique connecteur 25 comme illustré dans l'exemple de la figure 6.
Dans les exemples des figures 2 et 7, le stator 5 comporte, en outre, au moins une sonde de mesure 36 de température portée par le connecteur 25 et comportant au moins un élément sensible 37 agencé de manière à mesurer la température du bobinage 16.
L'élément sensible 37 est, ici, agencé de manière à être en contact thermique avec un organe de liaison 26 du connecteur 25, l'organe de liaison 26 étant lui en contact thermique avec un conducteur électrique du bobinage 16. En particulier, l'élément sensible 37 et l'organe de liaison 26 sont directement en contact l'un avec l'autre.
La sonde de mesure 36 peut avoir différents emplacements le long du connecteur 25. Dans l'exemple de la figure 2, la sonde de mesure 36 est positionnée à une extrémité du connecteur 25. Dans l'exemple de la figure 7, ladite sonde est positionnée entre deux points neutres 23.
Par exemple, le connecteur 25, notamment le corps isolant 32, comporte un logement 38 destiné à recevoir la sonde de mesure 36. De préférence, le logement 38 comporte un matériau 39 thermiquement conducteur dans lequel est noyée, au moins partiellement, la sonde de mesure 36. Ce matériau 39 est, par exemple, un vernis ou une résine ou une colle. L'élément sensible 37 est, ici, positionné dans le logement 38 en contact axial avec l'organe de liaison 26.
Dans ces exemples, le connecteur 25 comporte un couvercle 40 agencé pour fermer le logement 38. De plus, la fermeture du couvercle 40 est assurée par un dispositif d'encliquetage 43.
Dans l'exemple illustré sur la figure 8, la sonde de mesure 36 est insérée dans un logement 41 En variante, dans l'exemple de la figure 9, la sonde de mesure 36 pourrait être encliquetée via un dispositif d'encliquetage 45.
Dans l'exemple illustré sur la figure 8, la sonde de mesure 36 est portée par le couvercle 40. Dans cet exemple, le couvercle 40 est relié au reste du connecteur 25 via une charnière 42.
En variante, dans l'exemple illustré sur les figures 9 et 10, la sonde de mesure 36 est portée par le logement 38. Par exemple, la sonde de mesure 36 est encliquetée sur un fond du logement 38. Toujours dans cet exemple, le couvercle 40 peut être rapportée au connecteur 25 et encliqueté au reste dudit connecteur.
De préférence, la sonde de mesure 36 est un capteur à coefficient thermique négatif (NTC).
La sonde de mesure 36 comporte, ici, au moins un fil électrique 44 agencé pour transmettre un signal électrique à un ensemble électronique, l'ensemble électronique étant notamment monté sur la machine électrique tournante 1 . Par exemple, le logement 38 comporte un orifice permettant le passage d'au moins un fil électrique 44 vers l'ensemble électronique.
Un connecteur tel que précédemment décrit permet de relier électriquement les points neutres en évitant un contact électrique avec les points de connexion. En effet, les points neutres sont à un potentiel électrique de masse alors que les points de connexion sont reliés au pont redresseur et présentent un potentiel électrique différent de celui des points neutres. La présente invention permet donc de relier électriquement les points neutres d'un même système de phase entre eux en réduisant les risques de court-circuit avec les points de connexion. En outre, la présente invention permet d'arriver à ce résultat d'une manière simple, peu chère, fiable et qui conserve des performances optimales de la machine électrique tournante.
La présente invention trouve des applications en particulier dans le domaine automobile des stators pour alternateur ou machine réversible de véhicule automobile mais elle pourrait également s'appliquer à tout type de machine tournante.
Bien entendu, la description qui précède a été donnée à titre d'exemple uniquement et ne limite pas le domaine de la présente invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les différents éléments par tous autres équivalents.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Stator pour une machine électrique tournante de véhicule automobile, le stator (5) s'étendant autour d'un axe (X) et comportant :
- un bobinage électrique (16), ce bobinage comportant une pluralité de conducteurs électriques formant des phases, chaque phase comprenant :
- un point neutre (23) électrique formé par une extrémité de conducteur électrique et
- un point de connexion (24) d'une entrée ou d'une sortie de phase formé par une autre extrémité de conducteur électrique,
ces points neutre et de connexion étant sur une même circonférence ; et
- un connecteur (25) électrique comportant au moins un organe de liaison (26) électrique qui est agencé pour permettre de relier électriquement au moins deux points neutres (23), ce connecteur (25) présentant une forme qui contourne les points de connexions (24).
2. Stator selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'organe de liaison (26) comporte au moins un décrochement radial (27) qui s'étend le long d'un arc de cercle de diamètre inférieur à celui de la circonférence sur laquelle sont disposés les points neutre (23) et de connexion (24).
3. Stator selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'organe de liaison (26) comporte au moins un décrochement axial (28) qui s'étend sur la même circonférence que celle où sont disposés les points neutre (23) et de connexion (24).
4. Stator selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le connecteur (25) comporte une pluralité de tronçons (29) d'organe de liaison reliant au moins deux points neutres (23) entre eux.
5. Stator selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe de liaison (26) est agencé pour former au moins un espace permettant l'insertion d'une extrémité de conducteur électrique formant un point neutre (23).
6. Stator selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'organe de liaison (26) est soudé à au moins un point neutre (23) à relier.
7. Stator selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le connecteur (25) comporte, en outre, un corps électriquement isolant (32) qui porte l'organe de liaison (26).
8. Stator selon la revendication 7, caractérisé en ce que le corps isolant (32) est obtenu par surmoulage de l'organe de liaison (26).
9. Stator selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le connecteur (25) comporte plusieurs organes de liaison (26) étant chacun agencé pour permettre de relier électriquement les points neutres (23) d'un même système de phase.
10. Stator selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le stator (5) comporte, en outre, au moins une sonde de mesure (36) de température portée par le connecteur (25) et comportant au moins un élément sensible (37) agencé de manière à mesurer la température du bobinage (16).
1 1 . Stator selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'élément sensible (37) est agencé de manière à être en contact thermique avec l'organe de liaison (26) du connecteur (25), l'organe de liaison (26) étant lui en contact thermique avec un conducteur électrique du bobinage (16).
12. Stator selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 , caractérisé en ce que le connecteur (25) est monté sur un sommet d'un chignon du bobinage (16).
13. Stator selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le connecteur (25) s'étend sur un arc de cercle.
14. Machine électrique tournante comprenant un stator (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13.
15. Machine électrique tournante selon la revendication 14, formant un alternateur ou une machine réversible.
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