WO2018042139A1 - Machine electrique tournante comprenant un ensemble electronique demontable - Google Patents

Machine electrique tournante comprenant un ensemble electronique demontable Download PDF

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WO2018042139A1
WO2018042139A1 PCT/FR2017/052332 FR2017052332W WO2018042139A1 WO 2018042139 A1 WO2018042139 A1 WO 2018042139A1 FR 2017052332 W FR2017052332 W FR 2017052332W WO 2018042139 A1 WO2018042139 A1 WO 2018042139A1
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WO
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phase input
output portion
connection trace
machine according
phase
Prior art date
Application number
PCT/FR2017/052332
Other languages
English (en)
Inventor
Ryadh BEN-OMRANE
Raymond Rechdan
Manuel FALGUIER
Patrick CHOQUEZ
Denis Even
Christophe Monteil
Alexis Hosni
Original Assignee
Valeo Equipements Electriques Moteur
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/30—Clamped connections, spring connections utilising a screw or nut clamping member
    • H01R4/34—Conductive members located under head of screw
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/04—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for rectification
    • H02K11/049—Rectifiers associated with stationary parts, e.g. stator cores
    • H02K11/05—Rectifiers associated with casings, enclosures or brackets

Definitions

  • the invention particularly relates to a rotating electrical machine comprising a removable electronic assembly.
  • 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 for example to start 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.
  • a rotating electrical machine comprises a so-called machine part and an electronic part.
  • the machine part comprises a housing, inside thereof, a claw rotor, integral in rotation with a shaft, and a stator which surrounds the rotor with the presence of an air gap.
  • the stator comprises a body consisting of a stack of thin sheets forming a ring, whose inner face is provided with notches open inwardly to receive phase windings. These windings pass through the notches of the stator body and form buns protruding from both sides of the stator body. These windings are polyphase windings whose ends are electrically connected to a corresponding electronic power module belonging to the electronic part of said machine. This electrical connection is generally by welding or brazing the end of the winding on a connection terminal of the corresponding electronic power module. This connection is then definitive, that is to say that the machine part can not be separated from the electronic part without degrading at least one part of one or other of the parts.
  • failures can occur on the assembly line of the rotating electrical machine. They can also occur during the assembly of the rotating electrical machine in the motor vehicle, it is called “zero kilometer defect”. Failures can also be detected between the routing of the rotating electrical machine and the mounting of the machine in the vehicle, it is called “return park”. Each of these failures causes a sharp increase in the production cost of the rotating electrical machine.
  • the present invention aims to avoid the disadvantages of the prior art.
  • the present invention therefore relates to a rotating electric machine for a motor vehicle.
  • the rotating electrical machine comprises:
  • stator comprising an electrical winding formed by at least one phase, the phase comprising a phase input / output portion
  • connection trace and the phase input / output portion are removably electrically connected via a mechanical mounting device.
  • Removable means that the connection between the connection trace and the phase input / output portion can be disassembled without deforming one or the other of the parts.
  • the phase and the corresponding power module are connected together in a reversible manner and are therefore neither soldered nor brazed together.
  • the present invention thus makes it possible to dismantle the stator of the electronic assembly without damaging either the phase input / output portion or the connection trace of the power module. With the present invention, it is possible to replace either the machine part comprising the stator or the electronic assembly when one of them is failing by reusing the non-failing part and thus without replacing the entire rotating electrical machine.
  • the present invention makes it possible in particular to reduce the production costs of a rotating electrical machine as well as the costs of retrofitting.
  • connection trace and the phase input / output portion are screwed together via the mechanical mounting device.
  • the screwing makes it possible to establish an electrical connection between the stator and the electronic assembly while allowing these elements to be separated in a simple and reliable manner. This also avoids the problems related to the heating of the parts during welding of the winding phase on the trace of the power module.
  • the electrical contact is maintained by clamping the connection trace on the phase input / output portion via the mechanical mounting device.
  • the mechanical mounting device comprises a first screw element and a second screw element complementary to the first screw element, one of the screwing elements being integral with the input portion. phase output or connection trace. Solidaire means that one of the screwing elements is fixed on the input portion / phase output or the connection trace.
  • connection trace and the phase input / output portion each have a screw opening and the screw element which is integral with the input portion.
  • phase output or connection trace is fixed at the corresponding screw opening.
  • the fixing of one of the screwing elements is performed by crimping.
  • the screw element which is crimped has a deformation zone, due to the crimping process, extending inside one of the screw holes.
  • the attachment can be made by gluing or overmolding.
  • a screw opening of the input / output phase portion is oblong.
  • the first screw element is a screw and the second screw element is a nut.
  • the mechanical mounting device comprises a washer.
  • the phase input / output portion has a twisting portion allowing the orientation of a portion of the phase input / output portion in substantially the same direction. orientation as the connection trace.
  • connection trace has a fold portion allowing the orientation of a portion of the connection trace in substantially the same orientation as the input / output portion of the connection trace. phase.
  • the phase input / output portion has a positioning protrusion. This simplifies the positioning of the phase input / output portion with respect to the connection trace. Said protrusion also plays an anti-rotation function during the screwing step.
  • the phase input / output portion comprises a body and a terminal arranged at one end of said body.
  • the present invention further relates to a method of electrical connection between the electronic assembly and the phases of the stator. This process comprises the following steps:
  • connection trace of the power module in contact with the corresponding phase input / output portion
  • connection trace and the phase input / output portion are neither degraded nor distorted.
  • the present invention also relates to a rotating electrical machine.
  • the rotating electrical machine can advantageously form an alternator, an alternator-starter 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 sectional view of an example of connection between the winding and the power module according to one implementation of the invention
  • FIG. 3 represents, schematically and partially, a perspective view of another example of connection between the winding and the power module according to an implementation of the invention
  • FIG. 4 represents, schematically and partially, a sectional view of the example of FIG. 3,
  • FIG. 5 represents, schematically and partially, a perspective view of a part of FIG. 3,
  • FIG. 6 represents, schematically and partially, a perspective view of another example of connection between the winding and the power module according to an implementation of the invention
  • FIG. 7 represents, schematically and partially, a sectional view of the example of FIG. 6, and
  • FIG. 8 represents, schematically and partially, an example of a phase input / output portion of the stator winding.
  • FIG. 1 represents a rotating electrical machine 10 which is compact and polyphase, in particular for a motor vehicle.
  • This rotating electrical machine 10 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 10 is, for example, an alternator, an alternator-starter or a reversible machine.
  • the rotary electrical machine 10 comprises a housing 1 1. Inside this housing 1 1, it further comprises a shaft 13, a rotor 12 integral in rotation with the shaft 13 and a stator 15 surrounding the rotor 12.
  • the rotational movement of the rotor 12 is around an axis X. In the remainder of the description the radial, ortho-radial and axial orientations are to be considered with respect to this axis X.
  • the housing 1 1 comprises a front bearing 16 and a rear bearing 17 which are assembled together.
  • These bearings 16, 17 are hollow in shape and each carries a respective ball bearing 18, 19 for the rotational mounting of the shaft 13.
  • a pulley 20 is fixed on a front end of the shaft 13, at the front bearing 16, for example by means of a nut bearing against the bottom of the cavity of this pulley. This pulley 20 transmits the rotational movement to the shaft 13.
  • the rear end of the shaft 13 carries, here, slip rings 21 belonging to a manifold 22.
  • Brushes 23 belonging to a brush holder 24 are arranged so as to rub on the slip rings 21.
  • the brush holder 24 is connected to a voltage regulator (not shown).
  • the front bearing 16 and the rear bearing 17 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 25 on the front dorsal face of the rotor 12, that is to say at the level of the front bearing 16 and a rear fan 26 on the rear dorsal face of the rotor, that is to say at the level of the bearing back 17.
  • the rotor 12 is a claw rotor. It has two pole wheels 31. Each pole wheel 31 is formed of a flange 32 and a plurality of claws 33 forming magnetic poles.
  • the flange 32 is of transverse orientation and has, for example, a substantially annular shape.
  • This rotor 12 further comprises a cylindrical core 34 which is interposed axially between the pole wheels 31.
  • this core 34 is formed of two half-cores each belonging to one of the pole wheels.
  • the rotor 12 comprises, between the core 34 and the claws 33, a coil 35 comprising, here, a winding hub and an electric winding on this hub.
  • the slip rings 21 belonging to the collector 22 are connected by wire bonds to said coil 35.
  • the rotor 12 may also comprise magnetic elements interposed between two adjacent claws 33.
  • the stator 15 comprises a body 27 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. 28.
  • This coil 28 passes through the notches of the body 27 and form a front bun 29 and a rear bun 30 on either side of the stator body.
  • the coil 28 is connected, for example, in a star or in a triangle.
  • This winding 28 is obtained, for example, from a continuous wire covered with enamel or even from bar-like conductor elements such as pins connected together.
  • the winding 28 is formed of one or more phases.
  • Each phase comprises at least one conductor passing through the notches of the stator body 27 and forms, with all phases, the buns.
  • the coil 28 is electrically connected to an electronic assembly 36.
  • the electronic assembly 36 comprises at least one electronic power module 39 making it possible to drive a phase of the winding 28.
  • This power module 39 forms a voltage rectifier bridge to transform the alternating voltage generated by the alternator 10 into a DC voltage for in particular to supply the battery and the on-board network of the vehicle.
  • Each phase comprises a phase input / output portion 37 formed by a free end of the conductor.
  • each power module 39 has a housing 41 within which electronic components are disposed and a connection trace 40 extending outside said housing.
  • the connection trace 40 is electrically connected to the phase input / output portion 37 via a mechanical mounting device 38.
  • the mechanical mounting device 38 maintains contact between the connection trace 40 and the phase input / output portion 37.
  • This connection between the connection trace 40 and the phase input / output portion 37 is reversibly realized. That is, the mechanical mounting device 38 can be removed to separate the connection trace 40 and the phase input / output portion 37 without either being distorted or damaged.
  • connection trace 40 and the phase input / output portion 37 are screwed together by means of the mechanical mounting device 38.
  • the mechanical mounting device 38 comprises a first screwing element 42 and a second screwing element 43.
  • the first screwing element 42 is, for example, a screw.
  • the second screw member 43 is, for example, a nut.
  • connection trace 40, the phase input / output portion 37 and the second screwing element 43 each have a screw opening for the passage of the first screw element 42.
  • the openings are positioned substantially vis-à-vis each other.
  • the second screwing element 43 is integral with the connection track 40.
  • the second screwing element 43 is fixed on said track and holds alone in position as clearly visible on the figure 5.
  • the second screw member 43 is crimped onto said trace.
  • the second screw member 43 could be glued or overmolded or welded on said trace.
  • the second screwing element 43 has a contact face 45 which is in contact with a first face 46 of the connection trace 40 opposite the second face 47 of said trace which is in contact with the input / output portion of FIG. phase 37.
  • the second screwing element 43 has, in addition, an inner surface delimited by its screw opening 51 in which the first screwing element 42 is inserted.
  • the second screw member 43 is a nut.
  • the first screw member 42 includes a head 53 and a body 54 extend from said head.
  • the body 54 extends through all the screw holes of the different parts.
  • the first screw member 42 is a screw.
  • the inner surface of the second screw member 43 and an outer surface of the body 54 of the first screw member 42 may each have a thread 52 complementary to each other.
  • the screwing opening of the phase input / output portion 37 has an oblong shape 60.
  • the oblong shape extends in a direction perpendicular to the direction in which it extends. the body 54 of the first screw member 42. In the examples shown in FIG. 8, the oblong shape extends in an axial direction of the rotating electric machine.
  • an end of the phase input / output portion 37 may have a fork shape, as can be seen in FIG. 3.
  • the screw opening then extends from the free end of the the phase input / output portion 37.
  • connection trace 40 has a fold portion 48 allowing the orientation of a portion of the connection trace 40 in substantially the same orientation as the phase input / output portion 37.
  • the phase input / output portion 37 has a twisting portion 49 allowing the orientation of a portion of the phase input / output portion 37 in substantially the same orientation as the trace of connection 40.
  • connection trace 40 the contact between the connection trace 40 and the phase input / output portion 37 is direct.
  • the mechanical mounting device 38 comprises a washer 44.
  • the washer 44 has a screw opening and is positioned between the head 53 of the first screw member 42 and the portion of phase in / out 37.
  • the phase input / output portion 37 is formed of a single body 59 coming from matter with the phase corresponding.
  • the phase input / output portion 37 comprises a body 59 and a lug 50.
  • the lug 50 is fixed on a free end of said body 59.
  • each portion phase input / output terminal 37 has a lug 50 fixed to the associated body 59.
  • the lug 50 has a housing 55 arranged to receive the end of the body 59 of the phase input / output portion 37.
  • the lug 50 is fixed to said body 59 by welding or brazing or crimping.
  • the part of the body 59 which is inserted into the lug 50 may have a reduced section.
  • the terminal 50 has a connection portion 56 for establishing the electrical connection with the connection trace 40 of the power module 39.
  • the connection portion 56 then has the screw opening.
  • the washer 44 is positioned between the head 53 of the first screwing element 42 and the connection portion 56 of the lug 50.
  • the phase input / output portion 37 has a positioning protrusion 57.
  • the positioning protrusion 57 extends from the connection portion 56 of the terminal 50
  • said protuberance 57 extends in the direction of the connection trace 40. Said protrusion is in contact with the connection trace 40 in order to prevent the rotation of one of the elements during the screwing step.
  • the lug 50 has two positioning protrusions 57 positioned, each on one side and the other with respect to the connection trace 40 so as to maintain it with respect to the phase input / output portion 37.
  • the positioning protrusion may extend from the connection trace 40.
  • connection trace 40 has a deformation zone 58 extending inside the screw opening of the connection trace 40.
  • the first screw element 42 is then not directly in contact with the trace of
  • the second screw element 43 has two different external diameters here. This deformation zone 58 is created during the crimping operation and makes it possible to fix the second screwing element 43 on the connection trace 40.
  • the first screw member 42 has the deformation zone 58 extending inside the screw opening of the phase input / output portion 37.
  • the second screw member 43 therefore has no deformation zone 58.
  • This deformation zone 58 is created during the crimping operation and allows the attachment of the first screwing element 42 to the phase input / output portion 37.
  • the mechanical assembly device 38 has no washer 44.
  • the phase input / output portion 37 comprises a body 59 and a lug 50 fixed to a free end of the body 59.
  • the body 59 could be directly contact with the connection trace 40.
  • neither the lug 50 nor the connection trace 40 has a positioning protrusion 57, but such a protuberance can be added.
  • the positioning of the first screw member 42 and that of the second screw member 43 may be interchanged with each other. That is, said first element can be in contact with the connection trace 40 and said second element can be in contact with the phase input / output portion 37.
  • the first element screwing member 42 is crimped on the trace of
  • the second screwing element 43 it is possible for the second screwing element 43 to be crimped onto the phase input / output portion 37.
  • the screw axis extends in a radial plane to the axis X of rotation of the rotating electrical machine.
  • this axis may be parallel to the X axis or in a plane inclined relative to this axis.
  • a method of electrical connection between the power module 39 and the corresponding winding phase 28 comprises a first step of positioning the connection trace 40 in contact with the corresponding phase input / output portion 37. Then, come a mounting step of the screw element which is not secured to the connection trace 40 nor the phase input / output portion 37 and the screwing of the mechanical mounting device 38.
  • the present invention finds applications in particular in the field of rotating electrical machines for alternator or alternator-starter or reversible machine but it could also apply to any type of rotating machine.

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Abstract

La présente invention propose une machine électrique tournante pour un véhicule automobile, la machine électrique tournante (10) comportant : -un stator (15) comportant un bobinage (28) électrique formé par au moins une phase, la phase comprenant une portion d'entrée/sortie de phase (37), -un ensemble électronique (36) comportant au moins un module de puissance (39) comprenant une trace de connexion (40) électrique agencé pour être connectée électriquement à la portion d'entrée/sortie de phase (37) du bobinage (28) du stator (15), la machine électrique tournante (10) étant caractérisée en ce que la trace de connexion (40) et la portion d'entrée/sortie de phase (37) sont reliées électriquement de manière démontable par l'intermédiaire d'un dispositif de montage mécanique (38).

Description

MACHINE ELECTRIQUE TOURNANTE COMPRENANT UN ENSEMBLE ELECTRONIQUE DEMONTABLE
L'invention concerne notamment une machine électrique tournante comprenant un ensemble électronique démontable.
L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine des machines électriques tournantes telles que les alternateurs, les alterno-démarreurs 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 par exemple 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.
De façon connue en soi, une machine électrique tournante comporte une partie dite machine et une partie électronique. La partie machine comprend un carter, à l'intérieur de celui-ci, un rotor à griffes, solidaire en rotation d'un arbre, et un stator qui entoure le rotor avec présence d'un entrefer.
Par ailleurs, le stator comporte un corps constitué par un empilage de tôles minces formant une couronne, dont la face intérieure est pourvue d'encoches ouvertes vers l'intérieur pour recevoir des enroulements de phase. Ces enroulements traversent les encoches du corps du stator et forment des chignons faisant saillie de part et d'autre du corps du stator. Ces enroulements sont des enroulements polyphasés dont les extrémités sont reliées électriquement à un module électronique de puissance correspondant appartenant à la partie électronique de ladite machine. Cette liaison électrique se fait généralement par soudage ou brasage de l'extrémité de l'enroulement sur un terminal de connexion du module électronique de puissance correspondant. Cette liaison est alors définitive, c'est-à-dire que la partie machine ne peut pas être séparée de la partie électronique sans dégrader au moins une pièce de l'une ou l'autre des parties.
En cas de défaillance d'une seule des parties, tout l'ensemble de la machine électrique tournante, c'est-à-dire la partie électronique et la partie machine, doit être jeté ou changé. Les défaillances peuvent survenir sur la ligne d'assemblage de la machine électrique tournante. Elles peuvent également survenir lors du montage de la machine électrique tournante dans le véhicule automobile, on parle alors de « défaut zéro kilomètre ». Les défaillances peuvent également être détectées entre l'acheminement de la machine électrique tournante et le montage de ladite machine dans le véhicule, on parle alors de « retour de parc ». Chacune des ces défaillances entraine une forte augmentation du coût de production de la machine électrique tournante.
En outre, des défaillances peuvent également survenir une fois le véhicule en circulation. Il est alors nécessaire de changer tout l'ensemble ce qui augmente les coûts de seconde monte.
La présente invention vise à permettre d'éviter les inconvénients de l'art antérieur.
A cet effet, la présente invention a donc pour objet une machine électrique tournante pour un véhicule automobile. Selon la présente invention, la machine électrique tournante comporte :
- un stator comportant un bobinage électrique formé par au moins une phase, la phase comprenant une portion d'entrée/sortie de phase,
- un ensemble électronique comportant au moins un module de puissance comprenant une trace de connexion électrique agencé pour être connectée électriquement à la portion d'entrée/sortie de phase du bobinage du stator. Selon la présente invention, la trace de connexion et la portion d'entrée/sortie de phase sont reliées électriquement de manière démontable par l'intermédiaire d'un dispositif de montage mécanique.
De manière démontable signifie que la connexion entre la trace de connexion et la portion d'entrée/sortie de phase peut être démontée sans déformer l'une ou l'autre des pièces. Ainsi, la phase et le module de puissance correspondant sont connectés ensemble de manière réversible et ne sont donc ni soudés ni brasés ensemble.
La présente invention permet donc de pouvoir démonter le stator de l'ensemble électronique sans endommager ni la portion d'entrée/sortie de phase ni la trace de connexion du module de puissance. Grâce à la présente invention, il est possible de remplacer soit la partie machine comprenant le stator soit l'ensemble électronique lorsque l'un d'eux est défaillant en réutilisant le partie non défaillante et ainsi sans remplacer toute la machine électrique tournante. La présente invention permet notamment de réduire les coûts de production d'une machine électrique tournante ainsi que les coûts de seconde monte.
Dans un exemple de mise en œuvre de l'invention, la trace de connexion et la portion d'entrée/sortie de phase sont vissées ensembles par l'intermédiaire du dispositif de montage mécanique.
Le vissage permet d'établir une connexion électrique entre le stator et l'ensemble électronique tout en permettant de séparer ces éléments de manière simple et fiable. Cela permet également d'éviter les problèmes liés à échauffement des pièces lors du soudage de la phase du bobinage sur la trace du module de puissance.
Selon une réalisation, le contact électrique est maintenu par serrage de la trace de connexion sur la portion d'entrée/sortie de phase par l'intermédiaire du dispositif de montage mécanique.
Dans un exemple de mise en œuvre de l'invention, le dispositif de montage mécanique comporte un premier élément de vissage et un second élément de vissage complémentaire du premier élément de vissage, un des éléments de vissage étant solidaire de la portion d'entrée/sortie de phase ou de la trace de connexion. Par solidaire on entend qu'un des éléments de vissage est fixé sur la portion d'entrée/sortie de phase ou la trace de connexion.
Cela permet de diminuer l'impact des vibrations de la machine sur la connexion électrique entre les phases du stator et les modules de puissance de l'ensemble électronique. Ainsi, cette connexion se dégrade moins rapidement dans le temps. La fiabilité de cette connexion est donc améliorée.
En outre, cela permet de diminuer le nombre de pièces à assembler lors de l'opération d'assemblage entre le stator et l'ensemble électronique, Ainsi, le procédé d'assemblage de la machine électrique tournante est simplifié, plus rapide et donc moins coûteux.
Dans un exemple de mise en œuvre de l'invention, la trace de connexion et la portion d'entrée/sortie de phase présentent, chacune, une ouverture de vissage et l'élément de vissage qui est solidaire de la portion d'entrée/sortie de phase ou de la trace de connexion est fixé au niveau de l'ouverture de vissage correspondante.
Dans un exemple de mise en œuvre de l'invention, la fixation d'un des éléments de vissage est réalisée par sertissage.
Dans un exemple de mise en œuvre de l'invention, l'élément de vissage qui est serti présente une zone de déformation, due au procédé de sertissage, s'étendant à l'intérieur d'une des ouvertures de vissage.
En variante, la fixation peut être réalisée par collage ou surmoulage. Dans un exemple de mise en œuvre de l'invention, une ouverture de vissage de la portion d'entrée/sortie de phase est de forme oblongue.
Cela permet de simplifier l'étape de vissage en permettant un jeu axial entre une ouverture de la trace de connexion et l'ouverture de la portion d'entrée/sortie de phase.
Dans un exemple de mise en œuvre de l'invention, le premier élément de vissage est une vis et le deuxième élément de vissage est un écrou.
Dans un exemple de mise en œuvre de l'invention, le dispositif de montage mécanique comporte une rondelle. Dans un exemple de mise en œuvre de l'invention, la portion d'entrée/sortie de phase présente une portion de vrillage permettant l'orientation d'une partie de la portion d'entrée/sortie de phase dans, sensiblement, la même orientation que la trace de connexion.
Dans un exemple de mise en œuvre de l'invention, la trace de connexion présente une portion de pliure permettant l'orientation d'une partie de la trace de connexion dans, sensiblement, la même orientation que la portion d'entrée/sortie de phase.
Dans un exemple de mise en œuvre de l'invention, la portion d'entrée/sortie de phase présente une protubérance de positionnement. Cela permet de simplifier le positionnement de la portion d'entrée/sortie de phase par rapport à la trace de connexion. Ladite protubérance joue également une fonction d'anti-rotation lors de l'étape de vissage.
Dans un exemple de mise en œuvre de l'invention, la portion d'entrée/sortie de phase comporte un corps et une cosse agencée à une extrémité dudit corps.
Enfin, la présente invention concerne en outre un procédé de connexion électrique entre l'ensemble électronique et les phases du stator. Ce procédé comporte les étapes suivantes :
- positionnement de la trace de connexion du module de puissance en contact avec la portion d'entrée/sortie de phase correspondante,
- montage de l'élément de vissage qui n'est pas solidaire.
Un tel procédé est réversible, c'est-à-dire que l'élément de vissage qui n'est pas fixé peut être retiré de l'ensemble afin de séparer la trace de connexion de la portion d'entrée/sortie de phase. Ainsi, la trace de connexion et la portion d'entrée/sortie de phase ne sont ni dégradées ni déformées.
La présente invention a également pour objet une machine électrique tournante. La machine électrique tournante peut, avantageusement, former un alternateur, un alterno-démarreur 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 coupe d'un exemple de connexion entre le bobinage et le module de puissance selon une mise en œuvre de l'invention,
- la figure 3 représente, schématiquement et partiellement, une vue en perspective d'un autre exemple de connexion entre le bobinage et le module de puissance selon une mise en œuvre de l'invention,
- la figure 4 représente, schématiquement et partiellement, une vue en coupe de l'exemple de le figure 3,
- la figure 5 représente, schématiquement et partiellement, une vue en perspective d'une partie de la figure 3,
- la figure 6 représente, schématiquement et partiellement, une vue perspective d'un autre exemple de connexion entre le bobinage et le module de puissance selon une mise en œuvre de l'invention,
- la figure 7 représente, schématiquement et partiellement, une vue en coupe de l'exemple de la figure 6, et
- la figure 8 représente, schématiquement et partiellement, un exemple de portion d'entrée/sortie de phase du bobinage du stator.
Les éléments identiques, similaires ou analogues conservent les mêmes références d'une figure à l'autre.
La figure 1 représente une machine électrique tournante 10 compacte et polyphasée, notamment pour véhicule automobile. Cette machine électrique tournante 10 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 10 est, par exemple, un alternateur, un alterno-démarreur ou une machine réversible. La machine électrique tournante 10 comporte un carter 1 1 . A l'intérieur de ce carter 1 1 , elle comporte, en outre, un arbre 13, un rotor 12 solidaire en rotation de l'arbre 13 et un stator 15 entourant le rotor 12. Le mouvement de rotation du rotor 12 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 1 1 comporte un palier avant 16 et un palier arrière 17 qui sont assemblés ensemble. Ces paliers 16, 17 sont de forme creuse et portent, chacun, centralement un roulement à billes 18, 19 respectif pour le montage à rotation de l'arbre 13.
Une poulie 20 est fixée sur une extrémité avant de l'arbre 13, au niveau du palier avant 16, par exemple à l'aide d'un écrou en appui sur le fond de la cavité de cette poulie. Cette poulie 20 permet de transmettre le mouvement de rotation à l'arbre 13.
L'extrémité arrière de l'arbre 13 porte, ici, des bagues collectrices 21 appartenant à un collecteur 22. Des balais 23 appartenant à un porte- balais 24 sont disposés de façon à frotter sur les bagues collectrices 21 . Le porte-balais 24 est relié à un régulateur de tension (non représenté).
Le palier avant 16 et le palier arrière 17 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 25 sur la face dorsale avant du rotor 12, c'est-à-dire au niveau du palier avant 16 et d'un ventilateur arrière 26 sur la face dorsale arrière du rotor, c'est-à-dire au niveau du palier arrière 17.
Dans cet exemple, le rotor 12 est un rotor à griffe. Il comporte deux roues polaires 31 . Chaque roue polaire 31 est formée d'un flasque 32 et d'une pluralité de griffes 33 formants des pôles magnétiques. Le flasque 32 est d'orientation transversale et présente, par exemple, une forme sensiblement annulaire. Ce rotor 12 comporte, en outre, un noyau 34 cylindrique qui est intercalé axialement entre les roues polaires 31 . Ici, ce noyau 34 est formé de deux demi noyaux appartenant chacun à l'une des roues polaires. Le rotor 12 comporte, entre le noyau 34 et les griffes 33, une bobine 35 comportant, ici, un moyeu de bobinage et un bobinage électrique sur ce moyeu. Par exemple, les bagues collectrices 21 appartenant au collecteur 22 sont reliées par des liaisons filaires à ladite bobine 35. Le rotor 12 peut également comporter des éléments magnétiques interposés entre deux griffes 33 adjacentes.
Dans cet exemple de réalisation, le stator 15 comporte un corps 27 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 28. Ce bobinage 28 traverse les encoches du corps 27 et forment un chignon avant 29 et un chignon arrière 30 de part et d'autre du corps du stator. Le bobinage 28 est connecté, par exemple, en étoile ou encore en triangle. Ce bobinage 28 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.
Par ailleurs, le bobinage 28 est formé d'une ou plusieurs phases.
Chaque phase comporte au moins un conducteur traversant les encoches du corps de stator 27 et forme, avec toutes les phases, les chignons. Le bobinage 28 est relié électriquement à un ensemble électronique 36.
L'ensemble électronique 36 comporte au moins un module électronique de puissance 39 permettant de piloter une phase du bobinage 28. Ce module de puissance 39 forme un pont redresseur de tension pour transformer la tension alternative générée par l'alternateur 10 en une tension continue pour alimenter notamment la batterie et le réseau de bord du véhicule.
Chaque phase comporte une portion d'entrée/sortie de phase 37 formée par une extrémité libre du conducteur. De plus chaque module de puissance 39 comporte un boîtier 41 à l'intérieur duquel des composants électroniques sont disposés et une trace de connexion 40 s'étendant à l'extérieur dudit boîtier. La trace de connexion 40 est connectée électriquement à la portion d'entrée/sortie de phase 37 par l'intermédiaire d'un dispositif de montage mécanique 38. Le dispositif de montage mécanique 38 permet de maintenir un contact entre la trace de connexion 40 et la portion d'entrée/sortie de phase 37. Cette connexion entre la trace de connexion 40 et la portion d'entrée/sortie de phase 37 est réalisée de manière réversible. C'est-à- dire que le dispositif de montage mécanique 38 peut être retiré afin de séparer la trace de connexion 40 et la portion d'entrée/sortie de phase 37 sans que ni l'une ni l'autre ne soit déformée ou endommagée.
Dans un exemple de réalisation représenté sur les figures, la trace de connexion 40 et la portion d'entrée/sortie de phase 37 sont vissées ensembles par l'intermédiaire du dispositif de montage mécanique 38.
Dans ces exemples, le dispositif de montage mécanique 38 comporte un premier élément de vissage 42 et un deuxième élément de vissage 43. Le premier élément de vissage 42 est, par exemple, une vis. Le deuxième élément de vissage 43 est, par exemple, un écrou.
Dans ces exemples, la trace de connexion 40, la portion d'entrée/sortie de phase 37 et le deuxième élément de vissage 43 présentent, chacun, une ouverture de vissage permettant le passage du premier élément de vissage 42. Les ouvertures sont positionnées sensiblement en vis-à-vis les unes par rapport aux autres.
Dans l'exemple des figures 2 à 5, le deuxième élément de vissage 43 est solidaire de la trace de connexion 40. Autrement dit, le deuxième élément de vissage 43 est fixé sur ladite trace et se maintien seul en position comme bien visible sur la figure 5.
Par exemple, le deuxième élément de vissage 43 est serti sur ladite trace. En variante, le deuxième élément de vissage 43 pourrait être collé ou surmoulé ou soudé sur ladite trace.
Le deuxième élément de vissage 43 présente une face de contact 45 qui est en contact d'une première face 46 de la trace de connexion 40 opposée à la deuxième face 47 de ladite trace qui est en contact avec la portion d'entrée/sortie de phase 37.
Le deuxième élément de vissage 43 présente, en outre, une surface interne délimitée par son ouverture de vissage 51 dans laquelle le premier élément de vissage 42 est inséré.
Par exemple, le deuxième élément de vissage 43 est un écrou. Le premier élément de vissage 42 comporte une tête 53 et un corps 54 s'étendent à partie de ladite tête. Le corps 54 s'étend à travers toutes les ouvertures de vissage des différentes pièces.
Par exemple, le premier élément de vissage 42 est une vis.
La surface interne du deuxième élément de vissage 43 et une surface externe du corps 54 du premier élément de vissage 42 peuvent, chacun, présenter un filetage 52 complémentaire l'un de l'autre.
Dans un exemple de réalisation, l'ouverture de vissage de la portion d'entrée/sortie de phase 37 présente une forme d'oblong 60. La forme d'oblong s'étend dans une direction perpendiculaire à la direction dans laquelle s'étend le corps 54 du premier élément de vissage 42. Dans les exemples représentés ici sur la figure 8, la forme d'oblong s'étend dans une direction axiale de la machine électrique tournante.
Dans une variante de réalisation, une extrémité de la portion d'entrée/sortie de phase 37 peut présenter une forme de fourche, comme visible sur la figure 3. L'ouverture de vissage s'étend alors à partir de l'extrémité libre de la portion d'entrée/sortie de phase 37.
Dans un exemple de réalisation, la trace de connexion 40 présente une portion de pliure 48 permettant l'orientation d'une partie de la trace de connexion 40 dans, sensiblement, la même orientation que la portion d'entrée/sortie de phase 37.
Dans un exemple de réalisation, la portion d'entrée/sortie de phase 37 présente une portion de vrillage 49 permettant l'orientation d'une partie de la portion d'entrée/sortie de phase 37 dans, sensiblement, la même orientation que la trace de connexion 40.
Dans l'exemple représenté sur la figure 2, le contact entre la trace de connexion 40 et la portion d'entrée/sortie de phase 37 est direct.
De plus, toujours dans l'exemple de la figure 2, le dispositif de montage mécanique 38 comporte une rondelle 44. La rondelle 44 présente une ouverture de vissage et est positionnée entre la tête 53 du premier élément de vissage 42 et la portion d'entrée/sortie de phase 37.
Dans l'exemple de la figure 2, la portion d'entrée/sortie de phase 37 est formée d'un unique corps 59 venant de matière avec la phase correspondante. Dans une variante de réalisation représentée sur les figures 3 et 4, la portion d'entrée/sortie de phase 37 comporte un corps 59 et une cosse 50. La cosse 50 est fixée sur une extrémité libre dudit corps 59. De préférence, chaque portion d'entrée/sortie de phase 37 présente une cosse 50 fixée sur le corps 59 associé.
La cosse 50 comporte un logement 55 agencé pour recevoir l'extrémité du corps 59 de la portion d'entrée/sortie de phase 37. Par exemple, la cosse 50 est fixée audit corps 59 par soudure ou par brasure ou par sertissage. La partie du corps 59 qui est insérée dans la cosse 50 peut présenter une section réduite.
De plus, la cosse 50 comporte une partie de connexion 56 permettant d'établir la connexion électrique avec la trace de connexion 40 du module de puissance 39. La partie de connexion 56 présente alors l'ouverture de vissage.
Ainsi, dans l'exemple de la figure 3, la rondelle 44 est positionnée entre la tête 53 du premier élément de vissage 42 et la partie de connexion 56 de la cosse 50.
De plus, toujours dans l'exemple de la figure 3, la portion d'entrée/sortie de phase 37 présente une protubérance de positionnement 57. La protubérance de positionnement 57 s'étend à partir de la partie de connexion 56 de la cosse 50. De plus, ladite protubérance 57 s'étend en saillie en direction de la trace de connexion 40. Ladite protubérance est en contact avec la trace de connexion 40 afin d'empêcher la rotation de l'un des éléments pendant l'étape de vissage. De préférence, la cosse 50 présente deux protubérances de positionnement 57 positionnées, chacune, d'un côté et de l'autre par rapport à la trace de connexion 40 de manière à la maintenir par rapport portion d'entrée/sortie de phase 37.
Dans une variante de réalisation, la protubérance de positionnement peut s'étendre à partir de la trace de connexion 40.
Dans l'exemple des figures 2 à 5, le deuxième élément de vissage
43 présente une zone de déformation 58 s'étendant à l'intérieur de l'ouverture de vissage de la trace de connexion 40. Le premier élément de vissage 42 n'est alors pas directement en contact avec la trace de connexion 40. De plus, le deuxième élément de vissage 43 présente, ici, deux diamètres externes différents. Cette zone de déformation 58 est crée lors de l'opération de sertissage et permet la fixation du deuxième élément de vissage 43 sur la trace de connexion 40.
Dans l'exemple représenté sur les figures 7 et 6, c'est le premier élément de vissage 42 qui est solidaire de la portion d'entrée/sortie de phase 37.
Dans ce mode de réalisation, le premier élément de vissage 42 présente la zone de déformation 58 s'étendant à l'intérieur de l'ouverture de vissage de la portion d'entrée/sortie de phase 37. Le deuxième élément de vissage 43 n'a donc pas de zone de déformation 58.
Cette zone de déformation 58 est crée lors de l'opération de sertissage et permet la fixation du premier élément de vissage 42 sur la portion d'entrée/sortie de phase 37. De plus, le premier élément de vissage 42, et en particulier la tête 53 dudit premier élément, présente, ici, deux diamètres externes différents.
Dans l'exemple des figures 7 et 6, le dispositif de montage mécanique 38 ne comporte pas de rondelle 44.
Dans l'exemple des figures 7 et 6, la portion d'entrée/sortie de phase 37 comporte un corps 59 et une cosse 50 fixée sur une extrémité libre du corps 59. Dans une variante de réalisation, le corps 59 pourrait être directement en contact avec la trace de connexion 40.
Dans l'exemple illustré sur la figure 7, ni la cosse 50 ni la trace de connexion 40 ne comporte une protubérance de positionnement 57 mais une telle protubérance peut être ajoutée.
Dans une variante de réalisation applicable à tous les modes de réalisations des figures 2 à 7, le positionnement du premier élément de vissage 42 et celui du deuxième élément de vissage 43 peuvent être interchangés l'un avec l'autre. C'est-à-dire que ledit premier élément peut être en contact avec la trace de connexion 40 et que ledit deuxième élément peut être en contact avec la portion d'entrée/sortie de phase 37. Ainsi, il est possible que le premier élément de vissage 42 soit serti sur la trace de connexion 40. Dans une autre variante, il est possible que le deuxième élément de vissage 43 soit serti sur la portion d'entrée/sortie de phase 37.
Dans les exemples de réalisation représentés sur les figures 2 à 7, l'axe de vissage s'étend dans un plan radial à l'axe X de rotation de la machine électrique tournante. Dans une variante de réalisation, cet axe peut être parallèle à l'axe X où dans un plan incliné par rapport à cet axe.
Un procédé de connexion électrique entre le module de puissance 39 et la phase du bobinage 28 correspondante comporte une première étape de positionnement de la trace de connexion 40 en contact avec la portion d'entrée/sortie de phase 37 correspondante. Puis, viens une étape de montage de l'élément de vissage qui n'est solidaire ni de la trace de connexion 40 ni de la portion d'entrée/sortie de phase 37 ainsi que le vissage du dispositif de montage mécanique 38.
La présente invention trouve des applications en particulier dans le domaine des machines électriques tournantes pour alternateur ou alterno- démarreur ou machine réversible 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 . Machine électrique tournante pour un véhicule automobile, la machine électrique tournante (10) comportant :
- un stator (15) comportant un bobinage (28) électrique formé par au moins une phase, la phase comprenant une portion d'entrée/sortie de phase (37),
- un ensemble électronique (36) comportant au moins un module de puissance (39) comprenant une trace de connexion (40) électrique agencé pour être connectée électriquement à la portion d'entrée/sortie de phase (37) du bobinage (28) du stator (15),
la machine électrique tournante (10) étant caractérisée en ce que la trace de connexion (40) et la portion d'entrée/sortie de phase (37) sont reliées électriquement de manière démontable par l'intermédiaire d'un dispositif de montage mécanique (38).
2. Machine selon la revendication 1 , caractérisée en ce que la trace de connexion (40) et la portion d'entrée/sortie de phase (37) sont vissées ensembles par l'intermédiaire du dispositif de montage mécanique (38).
3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que le dispositif de montage mécanique (38) comporte un premier élément de vissage (42) et un second élément de vissage (43) complémentaire du premier élément de vissage (42), un des éléments de vissage (42, 43) étant solidaire de la portion d'entrée/sortie de phase (37) ou de la trace de connexion (40).
4. Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que la fixation d'un des éléments de vissage (42, 43) est réalisée par sertissage.
5. Machine selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que la trace de connexion (40) et la portion d'entrée/sortie de phase (37) présentent, chacune, une ouverture de vissage et en ce que l'élément de vissage (42, 43) qui est solidaire de la portion d'entrée/sortie de phase (37) ou de la trace de connexion (40) est fixé au niveau de l'ouverture de vissage correspondante.
6. Machine selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée en ce qu'une ouverture de vissage de la portion d'entrée/sortie de phase (37) est de forme oblongue (60).
7. Machine selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que le premier élément de vissage (42) est une vis et en ce que le deuxième élément de vissage (43) est un écrou.
8. Machine selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisée en ce que le dispositif de montage mécanique (38) comporte une rondelle (44).
9. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la portion d'entrée/sortie de phase (37) présente une portion de vrillage (49) permettant l'orientation d'une partie de la portion d'entrée/sortie de phase (37) dans, sensiblement, la même orientation que la trace de connexion (40).
10. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la trace de connexion (40) présente une portion de pliure (48) permettant l'orientation d'une partie de la trace de connexion (40) dans, sensiblement, la même orientation que la portion d'entrée/sortie de phase (37).
1 1 . Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la portion d'entrée/sortie de phase (37) présente une protubérance de positionnement (57).
12. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 , caractérisée en ce que la portion d'entrée/sortie de phase (37) comporte un corps (59) et une cosse (50) agencée à une extrémité dudit corps (59).
13. Machine électrique tournante selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, formant un alternateur ou un alterno-démarreur ou une machine réversible.
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