WO2024009024A1 - Propulseur pour aéronef - Google Patents

Propulseur pour aéronef Download PDF

Info

Publication number
WO2024009024A1
WO2024009024A1 PCT/FR2023/050995 FR2023050995W WO2024009024A1 WO 2024009024 A1 WO2024009024 A1 WO 2024009024A1 FR 2023050995 W FR2023050995 W FR 2023050995W WO 2024009024 A1 WO2024009024 A1 WO 2024009024A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
casing
power electronics
electronics module
longitudinal axis
stator
Prior art date
Application number
PCT/FR2023/050995
Other languages
English (en)
Inventor
Vincent CHAPERON
Samir NEHME
Abdoulahad THIAM
Original Assignee
Safran Electrical & Power
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran Electrical & Power filed Critical Safran Electrical & Power
Publication of WO2024009024A1 publication Critical patent/WO2024009024A1/fr

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/20—Adaptations of gas-turbine plants for driving vehicles
    • F02C6/206—Adaptations of gas-turbine plants for driving vehicles the vehicles being airscrew driven
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/026—Aircraft characterised by the type or position of power plants comprising different types of power plants, e.g. combination of a piston engine and a gas-turbine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/24—Aircraft characterised by the type or position of power plants using steam or spring force
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/12—Cooling of plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K3/00—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan
    • F02K3/02—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber
    • F02K3/04—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type
    • F02K3/06—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type with front fan
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K5/00—Plants including an engine, other than a gas turbine, driving a compressor or a ducted fan
    • 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
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
    • H02K9/06—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/227—Heat sinks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/06—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with air cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/003—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/003—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units
    • B60K2001/006—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units the electric motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/50—Aeroplanes, Helicopters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/61—Arrangements of controllers for electric machines, e.g. inverters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/04—Antivibration arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/12—Cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/70—Application in combination with
    • F05D2220/76—Application in combination with an electrical generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling

Definitions

  • the present description relates to a propellant for an aircraft.
  • the present description relates to a propeller for an aircraft with electric or hybrid propulsion.
  • an electric thruster as shown in Figure 1 comprises an electric motor 10 and a power electronics module 20.
  • the module d The power electronics 20 is directly connected to the electric motor 10.
  • the electric motor 10 is generally a permanent magnet synchronous motor.
  • the electric motor 10 comprises an annular stator 10 and a rotor arranged inside the stator 10.
  • the rotor comprises a shaft 12 which extends along a longitudinal axis X.
  • the power electronics module 20 comprises an annular casing 21 which defines a passage in the longitudinal direction and which is crossed by the shaft 12 of the rotor.
  • the power electronics module 20 makes it possible to convert a direct voltage into an alternating voltage, in particular three-phase, to power the electric motor 10.
  • the direct voltage is delivered by a direct voltage source such as an electric battery.
  • the power electronics module 20 comprises a plurality of three-phase inverters mounted annularly on the casing 21 so as to be directly electrically connected to the stator 10.
  • the power electronics module 20 may further comprise three power modules per inverter, i.e. one for each inverter output, to power the stator 10 and drive the shaft 12 of the rotor in rotation around the longitudinal axis X.
  • the power electronics module 20 is installed in an unfavorable vibrational and thermal environment. To limit the risk of breakdowns and malfunctions, a redundancy solution is then provided.
  • the power electronics module 20 comprises two parallel power channels which can operate individually or collectively. As a result, the power electronics module 20 includes a high number of power modules, which generates an even higher amount of heat.
  • Such a cooling system is however limited. In addition, increasing its performance goes against the objectives of reducing bulk and mass. Such a cooling system also has the disadvantage of being likely to leak and requiring external mechanical elements to ensure its operation (pump for circulating the fluid in the conduit, for example).
  • a propeller for an aircraft comprising:
  • an electric motor which comprises an annular stator around a longitudinal axis and a rotor arranged, at least in part, radially inside the stator, to be driven in rotation around the longitudinal axis,
  • the power electronics module adapted to supply the electric motor with electricity
  • the power electronics module comprising an annular casing which extends along the longitudinal axis, the casing of the power electronics module comprising a first end arranged longitudinally opposite a first end of the stator of the electric motor,
  • the cooling means comprising a heat sink inserted longitudinally between the first end of the stator of the electric motor and the first end of the casing of the power electronics module.
  • the heat sink makes it possible to evacuate the heat generated by the electric motor and the power electronics module to the ambient air surrounding the motor and the power electronics module.
  • the heat sink also allows heat to be evacuated passively. In this sense, the heat sink can be described as passive. This is because the heat generated by the motor and the power electronics module is transmitted to the heat sink by thermal conduction due to the contact between the heat sink and each of the motor and the power electronics module. The heat is then removed by convection with the ambient air.
  • the heat sink differs from active heat exchangers which include a working fluid circulating in a hermetic conduit and for which the heat is evacuated through the working fluid.
  • the heat sink has the advantage of not requiring an external mechanical element to ensure its operation and advantageously does not present any risk of leaks. Such a heat sink is therefore more reliable.
  • the heat sink can rest along the longitudinal axis on the one hand on the first end of the stator of the electric motor and on the other hand on the first end of the casing of the power electronics module.
  • the heat sink can rest on the first end of the stator of the electric motor in a first direction of the longitudinal direction and on the first end of the power electronics module casing in a second direction of the longitudinal direction.
  • the heat sink may comprise at least one first face resting on the first end of the stator of the electric motor and at least one second face, longitudinally opposite the first face, resting on the first end of the casing of the power electronics module .
  • the heat sink may comprise a radially external face devoid of any contact with a solid conductive element, in particular the stator of the motor and/or the casing of the power electronics module.
  • the radially outer face of the heat sink may be configured to allow heat transfer with ambient air external to the motor and the power electronics module.
  • the stator of the electric motor and the casing of the power electronics module may have a section perpendicular to the longitudinal axis having the same shape and the same dimensions.
  • the stator of the electric motor can be a cylinder of circular section extending along the longitudinal axis.
  • the housing of the power electronics module may be a cylinder of circular section extending along the longitudinal axis.
  • the circular section of the stator can have the same diameter as the circular section of the power electronics module housing.
  • the housing of the power electronics module and the stator of the electric motor can be joined to each other at their first end.
  • the first ends of the stator and the casing can be considered in the longitudinal direction.
  • the casing can be connected to the stator of the electric motor, for example by bolted connections.
  • the heat sink may comprise a disk which extends perpendicular to the longitudinal axis, the disk comprising at least one first face bearing on the first end of the stator of the electric motor and at least one second face, longitudinally opposite to the first face, resting on the first end of the housing of the power electronics module.
  • the dissipator disc due to its circular shape, allows homogeneous heat evacuation around the longitudinal axis.
  • the disk can have the same diameter as the circular section of the motor stator and the power electronics module housing.
  • the radially external face of the dissipator can be cylindrical of revolution around the longitudinal axis.
  • the heat sink may comprise at least one fin extending radially outwards from the periphery of the disk, the heat sink preferably comprising a plurality of fins distributed regularly around the longitudinal axis, the fins of the heat sink thermal being preferably still arranged in groups of at least two fins. Also, said at least one fin can extend radially outwards from the radially outer face of the disc. The fins increase the heat exchange surface area by convection between the disk and the ambient air, thus improving the performance of the heat sink.
  • the heat sink can be made of a material suitable for dissipating heat.
  • the heat sink can be made of a metallic material, in particular aluminum or copper.
  • the rotor may comprise a shaft extending along the longitudinal axis, the shaft extending radially inside the casing of the power electronics module, the heat sink comprising an opening through which extends the rotor shaft.
  • the shaft may project from a longitudinal end of the power electronics module housing which is opposite the electric motor.
  • the shaft can drive a thruster propeller, possibly via a gearbox.
  • the cooling means may comprise at least one annular row of blades secured to the rotor shaft, the annular row of blades being arranged radially inside the casing, the annular row of blades being shaped to propel a flow air on the heat sink when it is rotated around the longitudinal axis via the shaft.
  • the flow of air ventilated over the heat sink makes it possible to improve the evacuation of the heat accumulated in the heat sink by forced convection. Cooling the heat sink and therefore the electric motor and the module power electronics is improved. In addition, the blades are driven by the rotation of the rotor shaft and therefore do not require any additional mechanical element. This makes it possible to minimize the energy consumption necessary for cooling the electric motor and the power electronics module and it also makes it possible to reduce the sources of possible breakdowns.
  • the casing may comprise an end wall which extends transversely, preferably perpendicularly, to the longitudinal axis at a second end of the casing in the longitudinal direction, the casing comprising at least one opening of inlet formed through the end wall to provide flow of air flow from the exterior of the casing to the interior of the casing.
  • the casing may for example include four inlet openings. The entrance openings can be regularly distributed around the longitudinal axis.
  • the second end of the casing may be opposite the first end of the casing.
  • the casing may include at least one outlet opening at the first end to ensure a flow of air flow from the inside of the casing to the outside of the casing.
  • the casing may comprise a cylindrical wall which extends along the longitudinal axis. Each outlet opening may be formed through the cylindrical wall.
  • the casing may for example include six outlet openings. The outlet openings can be regularly distributed around the longitudinal axis. Each inlet opening may be formed through the cylindrical wall near a longitudinal end of the casing which is opposite the heat sink.
  • the cooling means may comprise at least one cooling circuit arranged on the periphery of the motor stator and/or on the periphery of the casing of the power electronics module.
  • a cooling fluid can circulate to carry out heat exchange with, where applicable, the motor stator and/or the power electronics module casing.
  • the cooling fluid can be oil or any other suitable heat transfer fluid.
  • the cooling means comprising the combination of the heat sink and said at least one cooling circuit allow increased cooling of the stator of the electric motor and the casing of the power electronics module without increasing the bulk of the thruster.
  • the presence of two separate bodies participating in cooling allows redundancy of the cooling means. In other words, cooling of the electric motor and the power electronics module can be achieved even in the event of failure of the cooling circuit or the heat sink.
  • the cooling means may comprise a cooling circuit arranged on the periphery of the stator of the electric motor and a cooling circuit arranged on the periphery of the casing of the power electronics module.
  • Each cooling circuit may include at least one inlet nozzle and one outlet nozzle for the cooling fluid.
  • Each cooling circuit can be formed integrally in a wall of the stator and/or the casing.
  • the electric motor can include N input connectors with N>1.
  • Each input connector can be arranged on a radially external face of the stator, at the level of the first longitudinal end of the stator.
  • the input connectors can be evenly distributed around the longitudinal axis.
  • the power electronics module may include N output connectors. Each output connector can be arranged on a radially external face of the casing, at the level of the first longitudinal end of the casing. The output connectors can be evenly distributed around the longitudinal axis. Each output connector of the power electronics module can be electrically connected, i.e. connected, to an input connector of the electric motor. Each output connector can be arranged longitudinally opposite an input connector of the motor to be electrically connected to it. Each assembly formed of an input connector and an output connector connected together forms an electrical connection between the electric motor and the power electronics module. Each input connector and each output connector can be protected by a cover.
  • N is equal to 6.
  • Two circumferentially consecutive output connectors can be spaced from one another at an angle of 60° around the longitudinal axis.
  • Two circumferentially consecutive input connectors may be spaced from each other at an angle of 60° around the longitudinal axis.
  • the heat sink may include N groups of fins. The fins of each group can be arranged circumferentially between two circumferentially consecutive electrical connections.
  • Each output opening of the housing of the power electronics module can be arranged circumferentially between two circumferentially consecutive output connectors.
  • the electric motor can be a synchronous motor with permanent magnets.
  • the motor may be a star-mounted three-phase motor.
  • Each input connector and each output connector can be three-phase.
  • the power electronics module may include N inverters and a plurality of power modules.
  • Each inverter can be connected to three power modules, each of which is connected to an output phase of one of the output connectors of the power electronics module.
  • Each inverter and each power module is mounted on the casing of the power electronics module, in particular on a radially internal face or on a radially external face of the casing.
  • the inverters can be evenly distributed around the longitudinal axis.
  • the power modules can be regularly distributed around the longitudinal axis.
  • the power modules can be arranged circumferentially in an alternating manner on the radially inner face and the radially outer face of the casing.
  • Each inverter converts a direct voltage supplied by a direct voltage source such as a battery into an alternating voltage.
  • the power electronics module can enable the distribution of power between 400 kW and 1 MW.
  • an aircraft comprising at least one propeller as described above.
  • Figure 1 represents a perspective view of an assembly for electric propulsion according to the state of the art
  • Figure 2 represents a schematic view in longitudinal section of an assembly for electric propulsion according to the present description
  • Figure 3 represents an exploded perspective view of the assembly of Figure 2;
  • Figure 4 represents a schematic exploded sectional view of the assembly of Figure 2;
  • Figure 5 shows a schematic sectional view of a power electronics module of the assembly of Figure 2 in the section plane V-V;
  • Figure 6 represents a schematic front view of a heat sink of the assembly of Figure 2.
  • Figures 2 to 4 represent a propeller for an aircraft with electric or hybrid propulsion.
  • the thruster comprises an electric motor 10, a power electronics module 20 and means for cooling the electric motor 10 and the power electronics module 20.
  • the electric motor 10 can be a permanent magnet synchronous motor.
  • the electric motor 10 can be a three-phase star-mounted motor.
  • the motor comprises an annular stator 11 around a longitudinal axis X and a rotor arranged, here in part, radially inside the stator 11, to be rotated around the longitudinal axis 12 extending along the longitudinal axis X.
  • the shaft 12 can drive a propeller propeller, possibly via a gearbox.
  • the longitudinal direction corresponds to the direction of the longitudinal axis X.
  • the longitudinal axis X coincides with an axis of rotation of the rotor parts of the propeller.
  • Orientation qualifiers such as “longitudinal”, “radial” or “circumferential” are defined by reference to the longitudinal axis.
  • a radial direction is a direction perpendicular to the longitudinal axis
  • the power electronics module 20 is adapted to supply the electric motor 10 with electricity.
  • the power electronics module 20 comprises an annular casing 21 which extends along the longitudinal axis X.
  • the casing 12 is therefore hollow.
  • the casing 21 defines a longitudinal passage.
  • the casing 21 of the power electronics module 20 comprises a first end arranged longitudinally opposite a first end of the stator 11 of the electric motor 10. The first end of the stator 11 and the first end of the casing 21 are each considered in the longitudinal direction.
  • the shaft 12 extends radially inside the casing 21 of the power electronics module 21. Also, the shaft 12 projects from a second longitudinal end of the casing 21 of the power electronics module 20 which is opposite the electric motor 10. The second end of the casing 21 is longitudinally opposite the first end.
  • the casing 21 comprises a cylindrical wall 22 which extends along the longitudinal axis X.
  • the casing 21 also comprises an end wall 23 which extends perpendicular to the longitudinal axis of the casing 21 in the longitudinal direction.
  • the first end and the second end of the casing 21 coincide respectively with a first end and a second end of the cylindrical wall 22 (also considered in the longitudinal direction).
  • the end wall 23 of the casing 21 here comprises a passage orifice for the shaft 12 of the rotor.
  • the stator 11 of the electric motor 10 and the casing 21 of the power electronics module 20 have here a section perpendicular to the longitudinal axis X having the same shape and the same dimensions.
  • the stator 11 of the electric motor 10 is a cylinder of circular section extending along the longitudinal axis X.
  • the casing 21 of the power electronics module 20 is also a cylinder of circular section extending along the longitudinal axis
  • the circular section of the stator 11 has the same diameter as the circular section of the casing 21 of the power electronics module 20.
  • the casing 21 of the power electronics module 20 and the stator 11 of the electric motor 10 can be joined to one another at their respective first ends.
  • the casing 21 can be connected to the stator 11 of the electric motor 10, for example by bolted connections.
  • the electric motor 10 here comprises six input connectors 13.
  • the power electronics module 20 comprises six output connectors 26.
  • Each output connector 26 of the power electronics module 20 is thus electrically connected, i.e. connected to an input connector 13 of the electric motor 10 to allow the electrical supply of the electric motor 10 by the power electronics module 20.
  • Each input connector 13 and each output connector 26 can be three-phase.
  • Each assembly comprising an input connector 13 and an output connector 26 connected to each other therefore forms an electrical connection between the electric motor 10 and the power electronics module 20.
  • Each electrical connection is here protected by a respective cover.
  • Each input connector 13 is arranged on a radially external face of the stator 11, at the level of the first longitudinal end of the stator 11.
  • Each output connector 26 is arranged on a radially external face of the casing 21, at the level of the first longitudinal end of the casing 21.
  • the output connectors 26 and the input connectors 13 are regularly distributed around the longitudinal axis X. Two output connectors 26, respectively input connectors, circumferentially consecutive are therefore spaced from each other at an angle of 60° around the longitudinal axis opposite an input connector 13 of the motor to be electrically connected to it. This minimizes the wiring length.
  • the power electronics module 20 also comprises six inverters and a plurality of power modules 27, the latter being particularly visible in Figure 5.
  • Each inverter is connected to three power modules 27, each of which is connected to an output phase of one of the output connectors 26 of the power electronics module 20.
  • the power electronics module 20 therefore here comprises eighteen power modules 27.
  • Each inverter and each power module 27 is mounted on the casing 21 of the power electronics module 20, in particular on a radially internal face or on a radially external face of the casing 21.
  • the power modules 27 are arranged circumferentially in an alternating manner on the face radially internal and the radially external face of the casing 21.
  • the inverters and the power modules 27 can also be regularly distributed around the longitudinal axis a battery at an alternating voltage.
  • the power electronics module 20 can allow the distribution of a power of between 400 kW and 1 MW to the electric motor 10.
  • the cooling means firstly comprise a heat sink 30.
  • the heat sink 30 is shown in isolation in Figure 6.
  • the heat sink 30 is inserted longitudinally between the first end of the stator 11 of the electric motor 10 and the first end of the casing 21 of the power electronics module 20.
  • the heat sink 30 is therefore supported on the first end of the stator 11 of the electric motor 10 in a first direction of the longitudinal direction and on the first end of the casing 21 of the power electronics module 20 in a second direction of the longitudinal direction.
  • the heat sink 30 comprises for this purpose at least one first face resting on the first end of the stator 11 of the electric motor 10 and at least one second face, longitudinally opposite the first face, resting on the first end of the casing 21 of the power electronics module 20.
  • the heat sink 30 makes it possible to evacuate the heat generated by the electric motor 10 (represented by the arrows C1 in Figure 2) and the heat generated by the power electronics module 20 (represented by the arrows C2 in Figure 2) towards the ambient air surrounding the motor and the power electronics module 20.
  • the heat sink 30 also makes it possible to evacuate the heat passively. In this sense, the heat sink 30 can be described as passive. Indeed, the heat generated by the motor and the power electronics module 20 is transmitted to the heat sink 30 by thermal conduction due to the contact between the heat sink 30 and each of the motor and the power electronics module 20. The heat is then removed by convection with the ambient air.
  • the heat sink 30 comprises a radially outer face 34 devoid of any contact with a solid conductive element, in particular the stator 11 of the motor 10 and/or the casing 21 of the power electronics module 20.
  • the radially outer face 34 of the heat sink 30 is therefore configured to allow heat transfer with ambient air external to the motor and to the power electronics module.
  • the heat sink 30 differs from active heat exchangers which include a working fluid circulating in a hermetic conduit and for which the heat is evacuated via the working fluid.
  • the heat sink 30 has the advantage of not requiring an external mechanical element to ensure its operation and advantageously does not present a risk of leaks. Such a heat sink 30 is therefore more reliable.
  • the heat sink can be made of a material suitable for dissipating heat. Such a material advantageously has thermal conductivity allowing heat to be evacuated.
  • the thermal conductivity can for example be greater than 45 W.nr 1 .K' 1 , preferably greater than 100 W.m' 1 .K' 1 , even more preferably greater than 200 W.m' 1 .K' 1 , preferably even greater at 400 W.nr 1 .K' 1 .
  • the heat sink can be made of a metallic material, in particular aluminum or copper.
  • the heat sink 30 here comprises a disk 31 which extends perpendicular to the longitudinal axis second face, longitudinally opposite the first face, resting on the first end of the casing 21 of the power electronics module 20.
  • the first face and the second face of the disk 31 extend perpendicular to the longitudinal axis first face and the second face of the disk 31 are, in the example, illustrated in contact respectively with the stator 11 and the casing 21 in the vicinity of a periphery of the disk 31.
  • the first face and the second face of the disk 31 can each comprise an annular band around the longitudinal axis circular, allows homogeneous heat evacuation around the longitudinal axis X (represented by arrows C3 in Figure 6).
  • the disk 31 has substantially the same diameter as the circular section of the stator 11 of the motor and of the casing 21 of the power electronics module 20.
  • the radially external face 34 of the heat sink 30 here has a cylindrical shape of revolution around the longitudinal axis X.
  • the heat sink 30 also comprises at least one fin 32 extending radially outwards from the periphery of the disk 31, or here from the radially outer face 34.
  • the heat sink 30 comprises a plurality of fins 32 distributed regularly around the longitudinal axis 32.
  • the fins 32 of each group G can be arranged circumferentially between two circumferentially consecutive electrical connections.
  • the heat sink 30 therefore comprises here six groups G of fins 32.
  • the fins 32 make it possible to increase the heat exchange surface by convection between the disk 31 and the ambient air, thus improving the performance of the heat sink 30.
  • the heat sink 30 comprises an opening 33 through which the shaft 12 of the rotor extends.
  • the opening 33 is here centered on the longitudinal axis X.
  • the opening 33 has a circular shape.
  • the cooling means further comprise an annular row of blades 40 secured to the shaft 12 of the rotor.
  • the annular row of blades 40 is arranged radially inside the casing 21.
  • the annular row of blades 40 is shaped to propel an air flow F onto the heat sink 30 when it is rotated around the longitudinal axis X via the shaft 12.
  • a radially internal end of each blade 40 can be directly connected to the shaft 12.
  • each blade 40 can extend radially outwards from the shaft 12.
  • a disc or an annular platform
  • a plurality of annular rows of blades 40 can be provided longitudinally one after the other inside the casing 21, each of them being like that described in the case of the illustrated example.
  • the air flow F ventilated on the heat sink 30 makes it possible to improve the evacuation of the heat accumulated in the heat sink 30 by forced convection.
  • the cooling of the heat sink 30 and therefore of the electric motor 10 and the power electronics module 20 is improved.
  • the driving of the blades 40 is implemented by the rotation of the shaft 12 of the rotor and therefore does not require additional mechanical elements. This makes it possible to minimize the energy consumption necessary for cooling the electric motor 10 and the power electronics module 20 and it also makes it possible to reduce the sources of possible breakdowns.
  • the latter comprises at least one inlet opening 24 and/or at least one outlet opening 25.
  • Each inlet opening 24 is formed through the end wall 23 to ensure flow of the air flow F from the exterior of the casing 21 towards the interior of the casing 21.
  • the casing 21 here comprises four inlet openings 24 as an example.
  • the inlet openings 24 are regularly distributed around the longitudinal axis
  • Each outlet opening 25 is formed at the first end to ensure a flow of air flow F from the inside of the casing 21 towards the outside of the casing 21.
  • Each outlet opening 25 is here formed through the cylindrical wall 22 of the casing 21.
  • the casing 21 can for example comprise six outlet openings 25.
  • Each outlet opening 25 can be circumferentially arranged between two circumferentially consecutive outlet connectors 26.
  • the outlet openings 25 can be regularly distributed around the longitudinal axis X.
  • the cooling means also comprise a first cooling circuit arranged on the periphery of the stator 11 of the motor and a second cooling circuit 50 on the periphery of the casing 21 of the power electronics module 20.
  • a cooling fluid circulates in each of the cooling circuits to carry out a heat exchange with, respectively, the stator 11 of the motor and/or the casing 21 of the power electronics module 20.
  • the second cooling circuit 50 is formed integrally in the cylindrical wall 22 of the casing 21.
  • Each cooling circuit comprises at least one inlet nozzle 51 and one outlet nozzle 52 of the cooling fluid.
  • Each cooling circuit is therefore independent. In other words, the first cooling circuit and the second cooling circuit 50 operate in parallel.
  • first cooling circuit and the second cooling circuit 50 can be in series, i.e. in fluid communication with one another.
  • the fluid can first circulate in the second cooling circuit 50 and then circulate in the first cooling circuit.
  • the first cooling circuit and the second cooling circuit 50 can form a single cooling circuit.
  • the cooling means comprising the combination of the heat sink 30 and the cooling circuits allow increased cooling of the stator 11 of the electric motor 10 and the casing 21 of the power electronics module 20 and without increasing the bulk of the propeller .
  • the presence of two organs distinct parts participating in the cooling allows redundancy of the cooling means. In other words, cooling of the electric motor 10 and the power electronics module 20 can be carried out even in the event of failure of one of the cooling circuits or of the heat sink 30.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Abstract

Propulseur comprenant un moteur électrique (10) qui comporte un stator (11) annulaire autour d'un axe longitudinal (X) et un rotor agencé radialement à l'intérieur du stator (11), pour être entrainé en rotation autour de l'axe longitudinal (X); un module d'électronique de puissance (20) adapté pour alimenter le moteur électrique (10) en électricité, le module d'électronique de puissance (20) comprenant un carter (21) annulaire qui s'étend selon l'axe longitudinal (X), le carter (21) du module d'électronique de puissance (20) comprenant une première extrémité disposée longitudinalement en vis-à-vis d'une première extrémité du stator (11) du moteur électrique (10); des moyens de refroidissement du moteur électrique (10) et du module d'électronique de puissance (20), les moyens de refroidissement comprenant un dissipateur thermique (30) intercalé longitudinalement entre la première extrémité du stator (11) du moteur électrique (10) et la première extrémité du carter (21) du module d'électronique de puissance (20).

Description

Description
Titre : Propulseur pour aéronef
Domaine technique
[0001] La présente description se rapporte à un propulseur pour aéronef. En particulier, la présente description se rapporte à un propulseur pour aéronef à propulsion électrique ou hybride.
Technique antérieure
[0002] Les objectifs de limitation des émissions de carbone dans l’industrie aéronautique poussent les industriels à se tourner vers des systèmes de propulsion électriques ou hybrides (i.e. comprenant à la fois un propulseur thermique et un propulseur électrique).
[0003] De manière connue, un propulseur électrique tel que représenté à la figure 1 comprend un moteur électrique 10 et un module d’électronique de puissance 20. Afin de rendre le propulseur électrique compact et de limiter la longueur de câblage, le module d’électronique de puissance 20 est directement rapporté au moteur électrique 10.
[0004] Le moteur électrique 10 est généralement un moteur synchrone à aimant permanent. À cet effet, le moteur électrique 10 comporte un stator 10 annulaire et un rotor agencé à l’intérieur du stator 10. Le rotor comprend un arbre 12 qui s’étendant selon un axe longitudinal X.
[0005] Le module d’électronique de puissance 20 comprend un carter 21 annulaire qui définit un passage selon la direction longitudinale et qui est traversé par l’arbre 12 du rotor. Le module d’électronique de puissance 20 permet de convertir une tension continue en une tension alternative, en particulier triphasée, pour alimenter le moteur électrique 10. La tension continue est délivrée par une source de tension continue telle qu’une batterie électrique. Pour permettre la conversion électrique, le module d’électronique de puissance 20 comprend une pluralité d’onduleurs triphasés montés annulairement sur le carter 21 de manière à être directement reliés électriquement au stator 10. Le module d’électronique de puissance 20 peut en outre comprendre trois modules de puissance par onduleur, i.e. un pour chaque sortie d’onduleur, pour alimenter le stator 10 et entrainer l’arbre 12 du rotor en rotation autour de l’axe longitudinal X.
[0006] Du fait que le moteur électrique 10 et le module d’électronique de puissance 20 forment un même ensemble, le module d’électronique de puissance 20 est installé dans un environnement vibratoire et thermique défavorable. Pour limiter le risque de pannes et de dysfonctionnement, il est alors prévu une solution de redondance. À cet effet, le module d’électronique de puissance 20 comprend deux voies de puissance parallèles qui peuvent fonctionner de manière individuelle ou collective. Il en résulte que le module d’électronique de puissance 20 comprend un nombre élevé de modules de puissance, ce qui génère une quantité de chaleur encore plus élevée.
[0007] Pour éviter des pannes et permettre de conserver des performances optimales, il est alors nécessaire de refroidir le propulseur électrique et notamment le module d’électronique de puissance 20. Pour ce faire, il est connu d’agencer un circuit de refroidissement sur ou dans la paroi du carter 21 du module d’électronique de puissance 20 et d’alimenter celui-ci avec un fluide refroidissement de manière à permettre un refroidissement des modules de puissance.
[0008] Le refroidissement fourni par un tel système de refroidissement est toutefois limité. En outre, l’augmentation de ses performances va à l’encontre des objectifs de réduction de l’encombrement et de la masse. Un tel système de refroidissement présente par ailleurs l’inconvénient d’être susceptible de fuir et de nécessiter des éléments mécaniques externes pour assurer son fonctionnement (pompe pour la circulation du fluide dans le conduit, par exemple).
Résumé
[0009] Il est proposé un propulseur pour aéronef, le propulseur comprenant :
- un moteur électrique qui comporte un stator annulaire autour d’un axe longitudinal et un rotor agencé, au moins en partie, radialement à l’intérieur du stator, pour être entraîné en rotation autour de l’axe longitudinal,
- un module d’électronique de puissance adapté pour alimenter le moteur électrique en électricité, le module d’électronique de puissance comprenant un carter annulaire qui s’étend selon l’axe longitudinal, le carter du module d’électronique de puissance comprenant une première extrémité disposée longitudinalement en vis-à-vis d’une première extrémité du stator du moteur électrique,
- des moyens de refroidissement du moteur électrique et du module d’électronique de puissance, les moyens de refroidissement comprenant un dissipateur thermique intercalé longitudinalement entre la première extrémité du stator du moteur électrique et la première extrémité du carter du module d’électronique de puissance.
[0010] Le dissipateur thermique permet d’évacuer la chaleur générée par le moteur électrique et le module d’électronique de puissance vers l’air ambiant entourant le moteur et le module d’électronique de puissance. Le dissipateur thermique permet par ailleurs d’évacuer la chaleur de manière passive. En ce sens, le dissipateur thermique peut être qualifié de passif. En effet, la chaleur générée par le moteur et le module d’électronique de puissance est transmise au dissipateur thermique par conduction thermique en raison du contact entre le dissipateur thermique et chacun du moteur et du module d’électronique de puissance. La chaleur est ensuite évacuée par convection avec l’air ambiant. En cela, le dissipateur thermique se distingue des échangeurs de chaleur actifs qui comprennent un fluide de travail circulant dans un conduit hermétique et pour lesquels la chaleur est évacuée par le biais du fluide de travail.
[0011] Ainsi, le dissipateur thermique présente l’avantage de ne pas nécessiter d’élément mécanique externe pour assurer son fonctionnement et ne présente avantageusement pas de risque de fuites. Un tel dissipateur thermique est donc plus fiable.
[0012] Le dissipateur thermique peut être en appui selon l’axe longitudinal d’une part sur la première extrémité du stator du moteur électrique et d’autre part sur la première extrémité du carter du module d’électronique de puissance. Le dissipateur thermique peut être en appui sur la première extrémité du stator du moteur électrique selon un premier sens de la direction longitudinale et sur la première extrémité du carter module d’électronique de puissance selon un second sens de la direction longitudinale. Le dissipateur thermique peut comprendre au moins une première face en appui sur la première extrémité du stator du moteur électrique et au moins une seconde face, longitudinalement opposée à la première face, en appui sur la première extrémité du carter du module d’électronique de puissance.
[0013] Le dissipateur thermique peut comprendre une face radialement externe dépourvue de tout contact avec un élément solide conducteur, notamment du stator du moteur et/ou du carter du module d’électronique de puissance. La face radialement externe du dissipateur thermique peut être configurée pour permettre un transfert thermique avec de l’air ambiant externe au moteur et au module d’électronique de puissance.
[0014] Le stator du moteur électrique et le carter du module d’électronique de puissance peuvent présenter une section perpendiculaire à l’axe longitudinal ayant la même forme et les mêmes dimensions. Le stator du moteur électrique peut être un cylindre de section circulaire s’étendant selon l’axe longitudinal. Le carter du module d’électronique de puissance peut être un cylindre de section circulaire s’étendant selon l’axe longitudinal. La section circulaire du stator peut avoir le même diamètre que la section circulaire du carter du module d’électronique de puissance.
[0015] Le carter du module d’électronique de puissance et le stator du moteur électrique peuvent être joints l’un à l’autre au niveau de leur première extrémité. Les premières extrémités du stator et du carter peuvent être considérées dans la direction longitudinale. Le carter peut être relié au stator du moteur électrique, par exemple par des liaisons boulonnées. [0016] Le dissipateur thermique peut comprendre un disque qui s’étend perpendiculairement à l’axe longitudinal, le disque comprenant au moins une première face en appui sur la première extrémité du stator du moteur électrique et au moins une seconde face, longitudinalement opposée à la première face, en appui sur la première extrémité du carter du module d’électronique de puissance.
[0017] Le disque du dissipateur, en raison de sa forme circulaire, permet une évacuation homogène de la chaleur autour de l’axe longitudinal. Le disque peut avoir le même diamètre que la section circulaire du stator du moteur et du carter du module d’électronique de puissance. La face radialement externe du dissipateur peut être cylindrique de révolution autour de l’axe longitudinal.
[0018] Le dissipateur thermique peut comprendre au moins une ailette s’étendant radialement vers l’extérieur depuis la périphérie du disque, le dissipateur thermique comprenant de préférence une pluralité d’ailettes réparties régulièrement autour de l’axe longitudinal, les ailettes du dissipateur thermique étant de préférence encore agencées par groupes d’au moins deux ailettes. Aussi, ladite au moins une ailette peut s’étendre radialement vers l’extérieur depuis la face radialement externe du disque. Les ailettes permettent d’augmenter la surface d’échange thermique par convection entre le disque et l’air ambiant, améliorant ainsi les performances du dissipateur thermique.
[0019] Le dissipateur thermique peut être réalisé dans un matériau adapté pour dissiper de la chaleur. Le dissipateur thermique peut être réalisé en un matériau métallique, notamment en aluminium ou en cuivre.
[0020] Le rotor peut comprendre un arbre s’étendant selon l’axe longitudinal, l’arbre se prolongeant radialement à l’intérieur du carter du module d’électronique de puissance, le dissipateur thermique comprenant une ouverture à travers laquelle s’étend l’arbre du rotor. L’arbre peut faire saillie d’une extrémité longitudinale du carter du module d’électronique de puissance qui est opposée au moteur électrique. L’arbre peut entrainer une hélice du propulseur, éventuellement par l’intermédiaire d’une boite de vitesse.
[0021] Les moyens de refroidissement peuvent comprendre au moins une rangée annulaire de pales solidaires de l’arbre du rotor, la rangée annulaire de pales étant agencée radialement à l’intérieur du carter, la rangée annulaire de pales étant conformée pour propulser un flux d’air sur le dissipateur thermique lorsqu’elle est entraînée en rotation autour de l’axe longitudinal par l’intermédiaire de l’arbre.
[0022] Le flux d’air ventilé sur le dissipateur thermique permet d’améliorer l’évacuation de la chaleur accumulée dans le dissipateur thermique par convection forcée. Le refroidissement du dissipateur thermique et donc du moteur électrique et du module d’électronique de puissance est amélioré. En outre, l’entrainement des pales est mis en oeuvre par la rotation de l’arbre du rotor et donc ne nécessite pas d’élément mécanique supplémentaire. Cela permet de minimiser la consommation énergétique nécessaire au refroidissement du moteur électrique et du module d’électronique de puissance et cela permet aussi de réduire les sources de pannes éventuelles.
[0023] Le carter peut comprendre une paroi d’extrémité qui s’étend transversalement, de préférence perpendiculairement, à l’axe longitudinal au niveau d’une seconde extrémité du carter dans la direction longitudinale, le carter comprenant au moins une ouverture d’entrée formée à travers la paroi d’extrémité pour assurer un écoulement du flux d’air depuis l’extérieur du carter vers l’intérieur du carter. Le carter peut par exemple comprendre quatre ouvertures d’entrée. Les ouvertures d’entrée peuvent être régulièrement réparties autour de l’axe longitudinal. La seconde extrémité du carter peut être opposée à la première extrémité du carter.
[0024] Le carter peut comprendre au moins une ouverture de sortie au niveau de la première extrémité pour assurer un écoulement du flux d’air depuis l’intérieur du carter vers l’extérieur du carter. Le carter peut comprendre une paroi cylindrique qui s’étend selon l’axe longitudinal. Chaque ouverture de sortie peut être formée à travers la paroi cylindrique. Le carter peut par exemple comprendre six ouvertures de sortie. Les ouvertures de sortie peuvent être régulièrement réparties autour de l’axe longitudinal. Chaque ouverture d’entrée peut être formée à travers la paroi cylindrique au voisinage d’une extrémité longitudinale du carter qui est opposée au dissipateur thermique.
[0025] Les moyens de refroidissement peuvent comprendre au moins un circuit de refroidissement agencé sur la périphérie du stator du moteur et/ou sur la périphérie du carter du module d’électronique de puissance. Un fluide de refroidissement peut circuler pour réaliser un échange de chaleur avec, le cas échéant, le stator du moteur et/ou le carter du module d’électronique de puissance. Le fluide de refroidissement peut être de l’huile ou tout autre fluide caloporteur adapté. Les moyens de refroidissement comprenant la combinaison du dissipateur thermique et dudit au moins un circuit de refroidissement permettent un refroidissement accru du stator du moteur électrique et du carter du module d’électronique de puissance sans augmenter l’encombrement du propulseur. En outre, la présence de deux organes distincts participant au refroidissement permet une redondance des moyens de refroidissement. En d’autres termes, un refroidissement du moteur électrique et du module d’électronique de puissance peut être réalisé même en cas de défaillance du circuit de refroidissement ou du dissipateur thermique. [0026] Les moyens de refroidissement peuvent comprendre un circuit de refroidissement agencé sur la périphérie du stator du moteur électrique et un circuit de refroidissement agencé sur la périphérie du carter du module d’électronique de puissance. Chaque circuit de refroidissement peut comprendre au moins une buse d’entrée et une buse de sortie du fluide de refroidissement. Chaque circuit de refroidissement peut être formé intégralement dans une paroi du stator et/ou du carter.
[0027] Le moteur électrique peut comprendre N connecteurs d’entrée avec N>1. Chaque connecteur d’entrée peut être disposé sur une face radialement externe du stator, au niveau de la première extrémité longitudinale du stator. Les connecteurs d’entrée peuvent être régulièrement répartis autour de l’axe longitudinal.
[0028] Le module d’électronique de puissance peut comprendre N connecteurs de sortie. Chaque connecteur de sortie peut être disposé sur une face radialement externe du carter, au niveau de la première extrémité longitudinale du carter. Les connecteurs de sortie peuvent être régulièrement répartis autour de l’axe longitudinal. Chaque connecteur de sortie du module d’électronique de puissance peut être relié électriquement, i.e. connecté, à un connecteur d’entrée du moteur électrique. Chaque connecteur de sortie peut être agencé longitudinalement en vis-à-vis d’un connecteur d’entrée du moteur pour être relié électriquement à celui-ci. Chaque ensemble formé d’un connecteur d’entrée et d’un connecteur de sortie relié entre eux forme une liaison électrique entre le moteur électrique et le module d’électronique de puissance. Chaque connecteur d’entrée et chaque connecteur de sortie peut être protégé par un capot.
[0029] Selon un mode de réalisation préféré, N est égal à 6. Deux connecteurs de sortie circonférentiellement consécutifs peuvent être espacés l’un de l’autre d’un angle de 60° autour de l’axe longitudinal. Deux connecteurs d’entrées circonférentiellement consécutifs peuvent être espacés l’un de l’autre d’un angle de 60° autour de l’axe longitudinal. Le dissipateur thermique peut comprendre N groupes d’ailettes. Les ailettes de chaque groupe peuvent être agencées circonférentiellement entre deux liaisons électriques circonférentiellement consécutives.
[0030] Chaque ouverture de sortie du carter du module d’électronique de puissance peut être agencée circonférentiellement entre deux connecteurs de sortie circonférentiellement consécutifs.
[0031] Le moteur électrique peut être un moteur synchrone à aimants permanents. Le moteur peut être un moteur triphasé monté en étoile. Chaque connecteur d’entrée et chaque connecteur de sortie peut être triphasé. Le module d’électronique de puissance peut comprendre N onduleurs et une pluralité de modules de puissance. Chaque onduleur peut être relié à trois modules de puissance dont chacun d’eux est relié à une phase de sortie de l’un des connecteurs de sortie du module d’électronique de puissance. Chaque onduleur et chaque module de puissance est monté sur le carter du module d’électronique de puissance, en particulier sur une face radialement interne ou sur une face radialement externe du carter. Les onduleurs peuvent être régulièrement répartis autour de l’axe longitudinal. De même, les modules de puissances peuvent être régulièrement répartis autour de l’axe longitudinal. Les modules de puissance peuvent être agencés circonférentiellement de manière alternée sur la face radialement interne et la face radialement externe du carter. Chaque onduleur permet de convertir une tension continue fournie par une source de tension continue telle qu’une batterie en une tension alternative. Le module d’électronique de puissance peut permettre la distribution d’une puissance comprise entre 400 kW et 1 MW.
[0032] Selon un autre aspect, il est proposé un aéronef comprenant au moins un propulseur tel que décrit ci-avant.
Brève description des dessins
[0033] D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
[0034] Figure 1 représente une vue en perspective d’un ensemble pour propulsion électrique selon l’état de la technique ;
[0035] Figure 2 représente une vue schématique en coupe longitudinale d’un ensemble pour propulsion électrique selon la présente description ;
[0036] Figure 3 représente une vue éclatée en perspective de l’ensemble de la figure 2 ;
[0037] Figure 4 représente une vue schématique éclatée en coupe de l’ensemble de la figure 2 ;
[0038] Figure 5 représente une vue schématique en coupe un module d’électronique de puissance de l’ensemble de la figure 2 dans le plan de coupe V-V ;
[0039] Figure 6 représente une vue schématique de face d’un dissipateur thermique de l’ensemble de la figure 2.
Description des modes de réalisation
[0040] Il est maintenant fait référence aux figures 2 à 6. Les figures 2 à 4 représentent un propulseur pour un aéronef à propulsion électrique ou hybride. Le propulseur comprend un moteur électrique 10, un module d’électronique de puissance 20 et des moyens de refroidissement du moteur électrique 10 et du module d’électronique de puissance 20. [0041] Le moteur électrique 10 peut être un moteur synchrone à aimants permanents. Le moteur électrique 10 peut être un moteur triphasé monté en étoile. Le moteur comporte un stator 11 annulaire autour d’un axe longitudinal X et un rotor agencé, ici en partie, radialement à l’intérieur du stator 11 , pour être entraîné en rotation autour de l’axe longitudinal X. Le rotor comprend un arbre 12 s’étendant selon l’axe longitudinal X. L’arbre 12 peut entrainer une hélice du propulseur, éventuellement par l’intermédiaire d’une boite de vitesse.
[0042] Dans le présent exposé, la direction longitudinale correspond à la direction de l'axe longitudinal X. L'axe longitudinal X coïncide avec un axe de rotation des parties rotorique du propulseur. Les qualificatifs d’orientation, tels que « longitudinal », « radial » ou « circonférentiel » sont définis par référence à l’axe longitudinal. Une direction radiale est une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal X. Une direction circonférentielle, en un point éloigné de l'axe longitudinal, correspond à une direction perpendiculaire aux directions axiale et radiale.
[0043] Par ailleurs, sauf précision contraire, les adjectifs « intérieur », « interne », « extérieur» et « externe» sont utilisés en référence à une direction radiale de sorte que la partie intérieure/interne (i.e. radialement intérieure/interne) d'un élément est plus proche de l'axe longitudinal que la partie extérieure/externe (i.e. radialement extérieure/externe) du même élément
[0044] Le module d’électronique de puissance 20 est adapté pour alimenter le moteur électrique 10 en électricité. Le module d’électronique de puissance 20 comprend un carter 21 annulaire qui s’étend selon l’axe longitudinal X. Le carter 12 est donc creux. Autrement dit, le carter 21 définit un passage longitudinal. Le carter 21 du module d’électronique de puissance 20 comprend une première extrémité disposée longitudinalement en vis-à-vis d’une première extrémité du stator 11 du moteur électrique 10. La première extrémité du stator 11 et la première extrémité du carter 21 sont chacune considérées dans la direction longitudinale. L’arbre 12 se prolonge radialement à l’intérieur du carter 21 du module d’électronique de puissance 21. Aussi, l’arbre 12 fait saillie d’une seconde extrémité longitudinale du carter 21 du module d’électronique de puissance 20 qui est opposée au moteur électrique 10. La seconde extrémité du carter 21 est longitudinalement opposée à la première extrémité.
[0045] Le carter 21 comprend une paroi cylindrique 22 qui s’étend selon l’axe longitudinal X. Le carter 21 comprend aussi une paroi d’extrémité 23 qui s’étend perpendiculairement à l’axe longitudinal X au niveau de la seconde extrémité du carter 21 dans la direction longitudinale. La première extrémité et la seconde extrémité du carter 21 coïncident respectivement avec une première extrémité et une seconde extrémité de la paroi cylindrique 22 (également considérées dans la direction longitudinale). La paroi d’extrémité 23 du carter 21 comprend ici un orifice de passage de l’arbre 12 du rotor.
[0046] De manière remarquable, le stator 11 du moteur électrique 10 et le carter 21 du module d’électronique de puissance 20 présentent ici une section perpendiculaire à l’axe longitudinal X ayant la même forme et les mêmes dimensions. Le stator 11 du moteur électrique 10 est un cylindre de section circulaire s’étendant selon l’axe longitudinal X. Le carter 21 du module d’électronique de puissance 20 est aussi un cylindre de section circulaire s’étendant selon l’axe longitudinal X. La section circulaire du stator 11 a le même diamètre que la section circulaire du carter 21 du module d’électronique de puissance 20.
[0047] Le carter 21 du module d’électronique de puissance 20 et le stator 11 du moteur électrique 10 peuvent être joints l’un à l’autre au niveau de leur première extrémité respective. Le carter 21 peut être relié au stator 11 du moteur électrique 10, par exemple par des liaisons boulonnées.
[0048] Le moteur électrique 10 comprend ici six connecteurs d’entrée 13. Le module d’électronique de puissance 20 comprend six connecteurs de sortie 26. Chaque connecteur de sortie 26 du module d’électronique de puissance 20 est ainsi relié électriquement, i.e. connecté, à un connecteur d’entrée 13 du moteur électrique 10 pour permettre l’alimentation électrique du moteur électrique 10 par le module d’électronique de puissance 20. Chaque connecteur d’entrée 13 et chaque connecteur de sortie 26 peut être triphasé. Chaque ensemble comportant un connecteur d’entrée 13 et un connecteur de sortie 26 reliés entre eux forme donc une liaison électrique entre le moteur électrique 10 et le module d’électronique de puissance 20. Chaque liaison électrique est ici protégée par un capot respectif.
[0049] Chaque connecteur d’entrée 13 est disposé sur une face radialement externe du stator 11 , au niveau de la première extrémité longitudinale du stator 11 . Chaque connecteur de sortie 26 est disposé sur une face radialement externe du carter 21 , au niveau de la première extrémité longitudinale du carter 21. Les connecteurs de sortie 26 et les connecteurs d’entrée 13 sont régulièrement répartis autour de l’axe longitudinal X. Deux connecteurs de sortie 26, respectivement d’entrée, circonférentiellement consécutifs sont donc espacées l’un de l’autre d’un angle de 60° autour de l’axe longitudinal X. Chaque connecteur de sortie 26 est aussi agencé longitudinalement en vis-à-vis d’un connecteur d’entrée 13 du moteur pour être relié électriquement à celui-ci. On minimise ainsi la longueur de câblage. [0050] Le module d’électronique de puissance 20 comprend également six onduleurs et une pluralité de modules de puissance 27, ces derniers étant notamment visibles à la figure 5. Chaque onduleur est relié à trois modules de puissance 27 dont chacun d’eux est relié à une phase de sortie de l’un des connecteurs de sortie 26 du module d’électronique de puissance 20. Le module d’électronique de puissance 20 comprend donc ici dix-huit modules de puissance 27. Chaque onduleur et chaque module de puissance 27 est monté sur le carter 21 du module d’électronique de puissance 20, en particulier sur une face radialement interne ou sur une face radialement externe du carter 21. En particulier, les modules de puissance 27 sont agencés circonférentiellement de manière alternée sur la face radialement interne et la face radialement externe du carter 21. Les onduleurs et les modules de puissance 27 peuvent être également régulièrement répartis autour de l’axe longitudinal X. Chaque onduleur permet de convertir une tension continue fournie par une source de tension continue telle qu’une batterie en une tension alternative. Le module d’électronique de puissance 20 peut permettre la distribution d’une puissance comprise entre 400 kW et 1 MW au moteur électrique 10.
[0051] Les moyens de refroidissement comprennent tout d’abord un dissipateur thermique 30. Le dissipateur thermique 30 est représenté de manière isolée à la figure 6.
[0052] Le dissipateur thermique 30 est intercalé longitudinalement entre la première extrémité du stator 11 du moteur électrique 10 et la première extrémité du carter 21 du module d’électronique de puissance 20. Le dissipateur thermique 30 est donc en appui sur la première extrémité du stator 11 du moteur électrique 10 selon un premier sens de la direction longitudinale et sur la première extrémité du carter 21 du module d’électronique de puissance 20 selon un second sens de la direction longitudinale. Le dissipateur thermique 30 comprend à cet effet au moins une première face en appui sur la première extrémité du stator 11 du moteur électrique 10 et au moins une seconde face, longitudinalement opposée à la première face, en appui sur la première extrémité du carter 21 du module d’électronique de puissance 20. Le dissipateur thermique 30 permet d’évacuer la chaleur générée par le moteur électrique 10 (représentée par les flèches C1 à la figure 2) et la chaleur générée par le module d’électronique de puissance 20 (représentée par les flèches C2 à la figure 2) vers l’air ambiant entourant le moteur et le module d’électronique de puissance 20. Le dissipateur thermique 30 permet par ailleurs d’évacuer la chaleur de manière passive. En ce sens, le dissipateur thermique 30 peut être qualifié de passif. En effet, la chaleur générée par le moteur et le module d’électronique de puissance 20 est transmise au dissipateur thermique 30 par conduction thermique en raison du contact entre le dissipateur thermique 30 et chacun du moteur et du module d’électronique de puissance 20. La chaleur est ensuite évacuée par convection avec l’air ambiant. Pour se faire, le dissipateur thermique 30 comprend une face radialement externe 34 dépourvue de tout contact avec un élément solide conducteur, notamment du stator 11 du moteur 10 et/ou du carter 21 du module d’électronique de puissance 20. La face radialement externe 34 du dissipateur thermique 30 est donc configurée pour permettre un transfert thermique avec de l’air ambiant externe au moteur et au module d’électronique de puissance. En cela, le dissipateur thermique 30 se distingue des échangeurs de chaleur actifs qui comprennent un fluide de travail circulant dans un conduit hermétique et pour lesquels la chaleur est évacuée par le biais du fluide de travail. Ainsi, le dissipateur thermique 30 présente l’avantage de ne pas nécessiter d’élément mécanique externe pour assurer son fonctionnement et ne présente avantageusement pas de risque de fuites. Un tel dissipateur thermique 30 est donc plus fiable.
[0053] Pour améliorer les échanges thermiques, le dissipateur thermique peut être réalisé dans un matériau adapté pour dissiper de la chaleur. Un tel matériau présente avantageusement une conductivité thermique permettant l’évacuation de chaleur. La conductivité thermique peut par exemple être supérieure à 45 W.nr1.K’1, de préférence supérieure à 100 W.m’1.K’1, de préférence encore supérieure à 200 W.m’1.K’1, de préférence encore supérieure à 400 W.nr1.K’1. Le dissipateur thermique peut être réalisé en un matériau métallique, notamment en aluminium ou en cuivre.
[0054] Le dissipateur thermique 30 comprend ici un disque 31 qui s’étend perpendiculairement à l’axe longitudinal X. Le disque 31 comprend au moins une première face en appui sur la première extrémité du stator 11 du moteur électrique 10 et au moins une seconde face, longitudinalement opposée à la première face, en appui sur la première extrémité du carter 21 du module d’électronique de puissance 20. La première face et la seconde face du disque 31 s’étendent perpendiculairement à l’axe longitudinal X. La première face et la seconde face du disque 31 sont, dans l’exemple, illustré en contact respectivement avec le stator 11 et le carter 21 au voisinage d’une périphérie du disque 31 . Aussi, la première face et la seconde face du disque 31 peuvent chacune comprendre une bande annulaire autour de l’axe longitudinal X qui est en contact respectivement avec le stator 11 et le carter 21. Le disque 31 du dissipateur, en raison de sa forme circulaire, permet une évacuation homogène de la chaleur autour de l’axe longitudinal X (représentée par les flèches C3 à la figure 6). De manière remarquable, le disque 31 a sensiblement le même diamètre que la section circulaire du stator 11 du moteur et du carter 21 du module d’électronique de puissance 20.
[0055] La face radialement externe 34 du dissipateur thermique 30 présente ici une forme cylindrique de révolution autour de l’axe longitudinal X. [0056] Le dissipateur thermique 30 comprend également au moins une ailette 32 s’étendant radialement vers l’extérieur depuis la périphérie du disque 31 , ou encore ici depuis la face radialement externe 34. Dans l’exemple illustré, le dissipateur thermique 30 comprend une pluralité d’ailettes 32 réparties régulièrement autour de l’axe longitudinal X. Les ailettes 32 du dissipateur thermique 30 sont agencées par groupes G d’au moins deux ailettes 32. Ici, à titre d’exemple, chaque groupe G comprend cinq ailettes 32. Les ailettes 32 de chaque groupe G peuvent être agencées circonférentiellement entre deux liaisons électriques circonférentiellement consécutives. Le dissipateur thermique 30 comprend donc ici six groupes G d’ailettes 32. Les ailettes 32 permettent d’augmenter la surface d’échange thermique par convection entre le disque 31 et l’air ambiant, améliorant ainsi les performances du dissipateur thermique 30.
[0057] Enfin, le dissipateur thermique 30 comprend une ouverture 33 à travers laquelle s’étend l’arbre 12 du rotor. L’ouverture 33 est ici centrée sur l’axe longitudinal X. L’ouverture 33 a une forme circulaire.
[0058] Les moyens de refroidissement comprennent en outre une rangée annulaire de pales 40 solidaires de l’arbre 12 du rotor. La rangée annulaire de pales 40 est agencée radialement à l’intérieur du carter 21 . La rangée annulaire de pales 40 est conformée pour propulser un flux d’air F sur le dissipateur thermique 30 lorsqu’elle est entraînée en rotation autour de l’axe longitudinal X par l’intermédiaire de l’arbre 12. Une extrémité radialement interne de chaque pale 40 peut être directement reliée à l’arbre 12. Autrement dit, chaque pale 40 peut s’étendre radialement vers l’extérieur depuis l’arbre 12. Selon une variante, il peut être prévu un disque (ou une plateforme annulaire) monté sur l’arbre 12 et sur lequel sont montées chacune des pales 40. Alternativement, il peut être prévu une pluralité de rangées annulaire de pales 40 disposées longitudinalement les unes après les autres à l’intérieur du carter 21 , chacune d’elles étant comme celle décrite dans le cas de l’exemple illustré.
[0059] Le flux d’air F ventilé sur le dissipateur thermique 30 permet d’améliorer l’évacuation de la chaleur accumulée dans le dissipateur thermique 30 par convection forcée. Le refroidissement du dissipateur thermique 30 et donc du moteur électrique 10 et du module d’électronique de puissance 20 est amélioré. En outre, l’entrainement des pales 40 est mis en oeuvre par la rotation de l’arbre 12 du rotor et donc ne nécessite pas d’éléments mécaniques supplémentaires. Cela permet de minimiser la consommation énergétique nécessaire au refroidissement du moteur électrique 10 et du module d’électronique de puissance 20 et cela permet aussi de réduire les sources de pannes éventuelles. [0060] Afin de permettre un écoulement du flux d’air F à l’intérieur du carter 21 , celui-ci comprend au moins une ouverture d’entrée 24 et/ou au moins une ouverture de sortie 25.
[0061] Chaque ouverture d’entrée 24 est formée à travers la paroi d’extrémité 23 pour assurer un écoulement du flux d’air F depuis l’extérieur du carter 21 vers l’intérieur du carter 21. Le carter 21 comprend ici quatre ouvertures d’entrée 24 à titre d’exemple. Les ouvertures d’entrée 24 sont régulièrement réparties autour de l’axe longitudinal X. Alternativement, chaque ouverture d’entrée 24 peut être formée à travers la paroi cylindrique 22 au voisinage de la seconde extrémité longitudinale du carter 21.
[0062] Chaque ouverture de sortie 25 est formée au niveau de la première extrémité pour assurer un écoulement du flux d’air F depuis l’intérieur du carter 21 vers l’extérieur du carter 21 . Chaque ouverture de sortie 25 est ici formée à travers la paroi cylindrique 22 du carter 21. Le carter 21 peut par exemple comprendre six ouvertures de sortie 25. Chaque ouverture de sortie 25 peut être circonférentiellement disposée entre deux connecteurs de sortie 26 circonférentiellement consécutifs. Les ouvertures de sortie 25 peuvent être régulièrement réparties autour de l’axe longitudinal X.
[0063] Les moyens de refroidissement comprennent aussi un premier circuit de refroidissement agencé sur la périphérie du stator 11 du moteur et un deuxième circuit de refroidissement 50 sur la périphérie du carter 21 du module d’électronique de puissance 20. Un fluide de refroidissement circule dans chacun des circuits de refroidissement pour réaliser un échange de chaleur avec, respectivement, le stator 11 du moteur et/ou le carter 21 du module d’électronique de puissance 20. Comme visible à la figure 5, le deuxième circuit de refroidissement 50 est formé intégralement dans la paroi cylindrique 22 du carter 21. Chaque circuit de refroidissement comprend au moins une buse d’entrée 51 et une buse de sortie 52 du fluide de refroidissement. Chaque circuit de refroidissement est donc indépendant. Autrement dit, le premier circuit de refroidissement et le deuxième circuit de refroidissement 50 fonctionnent en parallèle. Alternativement, le premier circuit de refroidissement et le deuxième circuit de refroidissement 50 peuvent être en série, i.e. en communication fluidique l’un avec l’autre. Par exemple, le fluide peut d’abord circuler dans le deuxième circuit de refroidissement 50 et ensuite circuler dans le premier circuit de refroidissement. En d’autres termes, le premier circuit de refroidissement et le deuxième circuit de refroidissement 50 peuvent former un seul circuit de refroidissement.
[0064] Les moyens de refroidissement comprenant la combinaison du dissipateur thermique 30 et des circuits de refroidissement permettent un refroidissement accru du stator 11 du moteur électrique 10 et du carter 21 du module d’électronique de puissance 20 et sans augmenter l’encombrement du propulseur. En outre, la présence de deux organes distincts participant au refroidissement permet une redondance des moyens de refroidissement. En d’autres termes, un refroidissement du moteur électrique 10 et du module d’électronique de puissance 20 peut être réalisé même en cas de défaillance d’un des circuits de refroidissement ou du dissipateur thermique 30.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Propulseur pour aéronef, le propulseur comprenant :
- un moteur électrique (10) qui comporte un stator (11 ) annulaire autour d’un axe longitudinal (X) et un rotor agencé, au moins en partie, radialement à l’intérieur du stator
(11 ), pour être entraîné en rotation autour de l’axe longitudinal (X),
- un module d’électronique de puissance (20) adapté pour alimenter le moteur électrique (10) en électricité, le module d’électronique de puissance (20) comprenant un carter (21 ) annulaire qui s’étend selon l’axe longitudinal (X), le carter (21 ) du module d’électronique de puissance (20) comprenant une première extrémité disposée longitudinalement en vis-à- vis d’une première extrémité du stator (11 ) du moteur électrique (10),
- des moyens de refroidissement du moteur électrique (10) et du module d’électronique de puissance (20), les moyens de refroidissement comprenant un dissipateur thermique (30) intercalé longitudinalement entre la première extrémité du stator (11 ) du moteur électrique (10) et la première extrémité du carter (21 ) du module d’électronique de puissance (20).
[Revendication 2] Propulseur selon la revendication précédente, dans lequel le dissipateur thermique (30) comprend un disque (31 ) qui s’étend perpendiculairement à l’axe longitudinal (X), le disque (31 ) comprenant au moins une première face en appui sur la première extrémité du stator (11 ) du moteur électrique (10) et au moins une seconde face, longitudinalement opposée à la première face, en appui sur la première extrémité du carter (21 ) du module d’électronique de puissance (20).
[Revendication 3] Propulseur selon la revendication précédente, dans lequel le dissipateur thermique (30) comprend au moins une ailette (32) s’étendant radialement vers l’extérieur depuis la périphérie du disque (31 ), le dissipateur thermique (30) comprenant de préférence une pluralité d’ailettes (32) réparties régulièrement autour de l’axe longitudinal (X), les ailettes (32) du dissipateur thermique (30) étant de préférence encore agencées par groupes (G) d’au moins deux ailettes (32).
[Revendication 4] Propulseur selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le rotor comprend un arbre (12) s’étendant selon l’axe longitudinal (X), l’arbre
(12) se prolongeant radialement à l’intérieur du carter (21 ) du module d’électronique de puissance (20), le dissipateur thermique (30) comprenant une ouverture (33) à travers laquelle s’étend l’arbre (12) du rotor.
[Revendication 5] Propulseur selon la revendication précédente, dans lequel les moyens de refroidissement comprennent au moins une rangée annulaire de pales (40) solidaires de l’arbre (12) du rotor, la rangée annulaire de pales (40) étant agencée radialement à l’intérieur du carter (21 ), la rangée annulaire de pales (40) étant conformée pour propulser un flux d’air (F) sur le dissipateur thermique (30) lorsqu’elle est entraînée en rotation autour de l’axe longitudinal (X) par l’intermédiaire de l’arbre (12).
[Revendication 6] Propulseur selon la revendication précédente, dans lequel le carter (21 ) comprend une paroi d’extrémité (23) qui s’étend transversalement, de préférence perpendiculairement, à l’axe longitudinal (X) au niveau d’une seconde extrémité du carter (21 ) dans la direction longitudinale, le carter (21 ) comprenant au moins une ouverture d’entrée (24) formée à travers la paroi d’extrémité (23) pour assurer un écoulement du flux d’air (F) depuis l’extérieur du carter (21 ) vers l’intérieur du carter (22).
[Revendication 7] Propulseur selon la revendication 5 ou 6, dans lequel le carter (21 ) comprend au moins une ouverture de sortie (25) au niveau de la première extrémité pour assurer un écoulement du flux d’air (F) depuis l’intérieur du carter (21 ) vers l’extérieur du carter (21 ).
[Revendication 8] Propulseur selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de refroidissement comprennent au moins un circuit de refroidissement (50) agencé sur la périphérie du stator (11 ) du moteur (10) et/ou sur la périphérie du carter (21 ) du module d’électronique de puissance (20), et dans lequel un fluide de refroidissement circule pour réaliser un échange de chaleur avec, le cas échéant, le stator (11 ) du moteur (10) et/ou le carter (21 ) du module d’électronique de puissance (20).
PCT/FR2023/050995 2022-07-07 2023-06-29 Propulseur pour aéronef WO2024009024A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2206938A FR3137663A1 (fr) 2022-07-07 2022-07-07 Propulseur pour aéronef
FRFR2206938 2022-07-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024009024A1 true WO2024009024A1 (fr) 2024-01-11

Family

ID=83439161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2023/050995 WO2024009024A1 (fr) 2022-07-07 2023-06-29 Propulseur pour aéronef

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3137663A1 (fr)
WO (1) WO2024009024A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220339997A1 (en) * 2019-09-27 2022-10-27 Robert Bosch Gmbh Integrated Electric Drive System and Electric Vehicle

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3063403A1 (fr) * 2017-02-28 2018-08-31 Safran Aircraft Engines Moteur electrique d'un aeronef comprenant un systeme de refroidissement a ailettes monobloc avec le stator
WO2020025884A1 (fr) * 2018-07-31 2020-02-06 Safran Machine electrique polyphasee a electronique de puissance integree et a circuit de refroidissement integre
GB2587668A (en) * 2019-10-02 2021-04-07 Advanced Mobility Res And Development Ltd Systems and methods for aircraft
FR3106453A1 (fr) * 2020-01-20 2021-07-23 Safran Electrical & Power Système de refroidissement d’un dispositif d’entrainement à plusieurs machines électriques.
EP4037163A1 (fr) * 2021-01-28 2022-08-03 Rolls-Royce plc Machine électrique et convertisseur électronique de puissance

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3063403A1 (fr) * 2017-02-28 2018-08-31 Safran Aircraft Engines Moteur electrique d'un aeronef comprenant un systeme de refroidissement a ailettes monobloc avec le stator
WO2020025884A1 (fr) * 2018-07-31 2020-02-06 Safran Machine electrique polyphasee a electronique de puissance integree et a circuit de refroidissement integre
GB2587668A (en) * 2019-10-02 2021-04-07 Advanced Mobility Res And Development Ltd Systems and methods for aircraft
FR3106453A1 (fr) * 2020-01-20 2021-07-23 Safran Electrical & Power Système de refroidissement d’un dispositif d’entrainement à plusieurs machines électriques.
EP4037163A1 (fr) * 2021-01-28 2022-08-03 Rolls-Royce plc Machine électrique et convertisseur électronique de puissance

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220339997A1 (en) * 2019-09-27 2022-10-27 Robert Bosch Gmbh Integrated Electric Drive System and Electric Vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
FR3137663A1 (fr) 2024-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3526887B1 (fr) Machine électrique tournante fermée comportant un système de refroidissement interne par air
EP3390831B1 (fr) Compresseur centrifuge électrique de turbomachine ou d'aéronef
WO2024009024A1 (fr) Propulseur pour aéronef
FR3104312A1 (fr) Système de refroidissement et unité d’entraȋnement et véhicule électriques le comportant
FR2984972A1 (fr) Adaptateur pour pompes a vide et dispositif de pompage associe
FR3087820A1 (fr) Turbomachine d'aeronef equipee d'une machine electrique
EP3084934B1 (fr) Méthode de refroidissement d'une génératrice électrique et dispositif pour la mise en oeuvre de cette méthode
FR2851621A1 (fr) Groupe a double moteur et double pompe electrohydraulique pour un engin automoteur notamment un chariot transporteur
EP3735379B1 (fr) Turbopropulseur comprenant une generatrice d'electricite integree
FR2997797A1 (fr) Ensemble comprenant un dispositif de raccordement electrique pour compresseur et un moyen d'etancheite et compresseur comprenant un tel ensemble
WO2020084240A1 (fr) Turbomachine d'aeronef equipee d'une machine electrique
WO2016156365A1 (fr) Module de batterie, notamment pour véhicule automobile, et échangeur thermique pour module de batterie correspondant
FR2918514A1 (fr) Alternateur du type tandem d'automobile ayant une longueur axiale reduite et une structure amelioree pour dissiper de facon efficace la chaleur generee par les redresseurs.
EP3726081B1 (fr) Système mécanique et motocompresseur associé
FR3105892A1 (fr) Dispositif de refroidissement et moto-variateur
FR3093391A1 (fr) Machine électrique tournante ayant un circuit de refroidissement des aimants par l’arbre
FR3084977A1 (fr) Moteur electrique pour un aeronef
FR3091900A1 (fr) Turbomachine comprenant un panneau d’echange thermique et de production d’energie electrique
EP2783456A1 (fr) Ensemble d'entraînement pour véhicule avec refroidissement par fluide caloporteur et air
FR3127854A1 (fr) Convertisseur électrique configuré pour alimenter une machine électrique, module électrique comportant un tel convertisseur, procédé d’utilisation d’un tel module électrique
FR3034568A1 (fr) Module de batterie, notamment pour vehicule automobile, et echangeur thermique pour module de batterie correspondant
WO2022122216A1 (fr) Moteur electrique sans balais a connexions electriques optimisees
EP4325065A1 (fr) Pompe pour système de refroidissement d'un transformateur de puissance
WO2022229222A1 (fr) Machine électrique pour système de traction pour dispositif mobile à autopropulsion avec refroidissement à air optimisé
FR3144445A1 (fr) Machine électrique tournante à flux électromagnétique axial, module et procédé d’assemblage associés

Legal Events

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

Ref document number: 23755456

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1