Brevet FR3010589A1 — publié le 20150313

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à une machine élec- trique comportant des tiges conductrices venant en saillie et qui arrivent à des ensembles différents de la machine électrique et sont reliées électriquement par paires par les régions d'extrémité en saillie pour réa- liser une liaison électrique continue entre les différents ensembles. Etat de la technique Les machines électriques telles que par exemple les mo- teurs équipant les véhicules pour leur entraînement peuvent être des machines électriques à courant alternatif polyphasé comportant un sta- tor et un rotor. Un module électronique par exemple un convertisseur génère un courant alternatif à plusieurs phases pour alimenter les enroulements de stator. Pour cela, sa face avant peut comporter un convertisseur intégré dans son propre boîtier. Des tiges conductrices plates ou de section circulaire, venant latéralement en saillie du boîtier du convertisseur et du boîtier de la machine électrique sont soudées les unes aux autres permettant de réaliser une liaison électrique entre le convertisseur et les enroulements de stator. Pour que les tiges conductrices puissent être soudées autant que faire se peut, sans problème, avec des outils de soudage correspondant, les tiges conductrices ont une longueur appropriée et sont suffisamment écartées du boîtier adjacent. Entre le convertisseur et le boîtier de la machine élec- trique, on peut utiliser une plaque adaptatrice et les tiges conductrices du convertisseur peuvent venir en saillie de cette plaque vers les tiges conductrices à relier. Une telle plaque adaptatrice permet par exemple de brancher les conducteurs en saillie du côté frontal du boîtier de la machine électrique aux tiges conductrices en saillie de la plaque d'adaptateur. Au niveau de la machine électrique, en fonction de la vi- tesse de rotation, on aura des vibrations d'intensité variable et des oscillations mécaniques dans des plages de fréquences différentes. De plus, les oscillations passent par l'emplacement de montage comme par exemple le moteur à combustion interne. Ces oscillations peuvent agir sur les tiges conductrices, latéralement en saillie et soudées de sorte que dans le cas le plus défavorable, celles-ci risquent de vibrer fortement. Pour éviter de fatiguer la matière et même de risquer une rupture dans la région des tiges conductrices soudées, il faut éviter autant que possible l'influence des oscillations générées par les vibrations. Le document DE 103 23 482 Al décrit une machine élec- trique équipée d'un composant redresseur dont une partie des éléments conducteurs se trouve dans une plaque de circuit ayant des points de contact protégés par un couvercle contre la pénétration de matières corrosives. Le couvercle peut également être rempli d'une masse coulée qui couvre complètement les points de contact et évite ainsi dans une très large mesure, la pénétration de matières corrosives. Les moyens de protection choisis à cet effet concernent la protection contre la corrosion aux points de contact auxquels on ne rencontre pas de problèmes particuliers liés aux vibrations. Exposé et avantages de l'invention L'invention a pour objet une machine électrique du type défini ci-dessus caractérisée en ce qu'un dispositif de couverture fixé au boîtier de la machine électrique chevauche les tiges conductrices reliées l'une à l'autre au niveau de leurs extrémités, de manière à les bloquer et à amortir ou à limiter les vibrations d'une autre manière. La machine électrique telle que définie a l'avantage que les tiges conductrices qui sont de préférence latéralement en saillie par rapport au boîtier sont au moins en partie fixées ou amorties par un dispositif de couverture, notamment au niveau de leurs extrémités libres, par rapport au boîtier et ainsi les vibrations générées notamment par le fonctionnement de la machine électrique ne dégénèrent pas en vibrations propres. On évite ainsi, notamment dans la région des tiges conductrices, une rupture ou autres détériorations de la matière par les vibrations. Si les tiges conductrices viennent en saillie du boîtier sur une longueur comprise entre environ 3 et 4 cm, on peut avoir sans le moyen de fixation de l'invention, de fortes sollicitations de la matière au niveau des rayons de courbure en particulier à la base des tiges conductrices et aux extrémités soudées des tiges conductrices. Selon un autre développement, les tiges conductrices ne sont pas bloquées par le dispositif de couverture mais il subsiste un jeu de 0 mm à 2 mm pour limiter les oscillations. On ne décale pas la fréquence propre de manière linéaire mais le chemin des oscillations est limité lorsque se produit la résonance. En même temps, la limitation peut avoir un effet amortisseur et réduire encore plus le chemin des vi- s brations. De plus, la limitation des vibrations peut agir d'une manière non linéaire sur le comportement oscillant de sorte que par le contact on perturbe la résonance et on réduit également le chemin oscillant. Du fait d'un chemin oscillant plus réduit on diminue les contraintes exercées sur les pieds et les extrémités des tiges conductrices. 10 Il est particulièrement avantageux que les tiges conduc- trices soient en saillie latéralement par rapport au boîtier de la machine électrique et se trouvent parallèlement à l'axe de rotation du rotor. Il en résulte un dimensionnement radial plus réduit pour la machine électrique par rapport à un dispositif avec des tiges conductrices venant 15 radialement en saillie. En outre, on a ainsi l'avantage que le dispositif de couverture sous la forme d'un anneau entourant le boîtier puisse être engagé dans la direction axiale du boîtier de la machine électrique sur les tiges électriques, ce qui se traduit globalement par une structure plus compacte. Aux emplacements où se trouvent les tiges conductrices 20 venant en saillie, le dispositif de couverture, de préférence réalisé sous la forme d'une pièce annulaire présente chaque fois une coiffe qui chevauche en les bloquant, les tiges conductrices. Le volume intérieur de la coiffe qui reçoit les tiges conductrices est adapté aux dimensions des tiges conductrices pour que celles-ci soient tenues par les parois laté- 25 rales du capuchon et soient ainsi protégées contre d'éventuelles in- fluences d'oscillations. Les capuchons peuvent être réalisés comme pièces de matière plastique distinctes simplement mises en place dans des coiffes du dispositif de couverture. Cette solution a l'avantage que la coiffe peut 30 être réalisée en une matière appropriée tout spécialement par ses pro- priétés de fixation et d'amortissement alors que la partie restante du dispositif de couverture sera réalisée en une matière mécaniquement plus stable. Toutefois selon le mode de réalisation préférentiel le dis- 35 positif de couverture avec les capuchons est réalisé sous la forme d'une pièce unique en une matière plastique électro-isolante. Une telle pièce en matière plastique se fabrique d'une manière très économique et pour le stockage et le montage elle ne demande qu'une mise en oeuvre de moyens plus réduits qu'un dispositif de couverture en plusieurs parties. Un dispositif de couverture en une seule pièce permet d'isoler et de cou- vrir en les bloquant, plusieurs tiges conductrices soudées les unes aux autres et qui viennent en saillie dans différentes positions du boîtier pour les couvrir ainsi de manière à les bloquer. Le dispositif de couverture a ainsi non seulement une fonction de protection contre l'influence des vibratiosn sur les tiges conductrices mais en même temps il sert de dispositif de protection assurant l'isolation électrique. Les tiges conductrices reliées les unes aux autres vien- nent en saillie par leurs extrémités chaque fois dans une cavité allant en diminuant, de préférence suivant une forme conique du dispositif de couverture. Cette cavité est prévue sur les parois latérales des zones d'extrémité des tiges conductrices et sont ainsi bloquées. Les tiges conductrices ne peuvent plus s'écarter latéralement ni être excitées pour osciller. Le rétrécissement conique des cavités recevant les tiges conductrices a un autre avantage car l'emmanchement du dispositif de couverture et de ses capuchons réalise un blocage très ferme, autoblo- quant des régions d'extrémité des tiges conductrices. Le dispositif de couverture est de préférence réalisé pour entourer au moins en partie par une liaison par la forme le boîtier de la machine électrique ou le boîtier du convertisseur. En enveloppant par une liaison par la forme, on a l'avantage qu'au moins des parties du dispositif de couverture tournées vers le boîtier sont adaptées à la forme globale du boîtier. Cela permet de réaliser également des parties en saillie ou des cavités sur le dispositif de couverture pour qu'il entoure en position de fin de montage, les tiges conductrices des régions d'extrémité, et qui sont ainsi bloquées sur le boîtier correspondant de la machine électrique. Ces moyens permettent un montage très simple et un positionnement correct sur le boîtier respectif pour le dispositif de couverture. Pour qu'il puisse s'accrocher élastiquement au boîtier, le dispositif de couverture est réalisé de préférence comme un élément annulaire dont la périphérie s'allonge élastiquement. De préférence les tiges conductrices, réalisées sous la forme de tiges plates font partie à la fois de l'adaptateur et du convertis- seur pour réaliser le branchement électrique entre ces deux ensemble. L'adaptateur se trouve côté frontal sur le boîtier de la machine électrique et il réalise la liaison électrique avec les enroulements de stator de la machine électrique. Les régions d'extrémité des tiges conductrices qui sont en saillie du boîtier dans la direction longitudinale peuvent être soudées l'une à l'autre avec des pinces à souder ou autres moyens électriques pour réaliser un branchement électrique approprié. Dessins La présente invention sera décrite, ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation d'une machine électrique représentée dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'une machine électrique sans son dispositif de couverture, - la figure 2 montre la machine électrique de la figure 1 avec un dispo- sitif de couverture de forme annulaire, - la figure 3 est une vue partielle de la machine électrique de la figure 2 dans la région d'une coiffe recevant les tiges conductrices, et - la figure 4 est une section d'une coiffe dans laquelle sont fixées des tiges conductrices. Description de modes de réalisation de l'invention Selon la figure 1, la machine électrique 1 représentée a un boîtier de stator 2, une plaque d'adaptateur 3 et un convertisseur (onduleur) 4 qui est fermé sur le dessus par un couvercle de boîtier 5. Le boîtier de stator 2 loge le stator et le rotor de la machine électrique 1. Le côté inférieur du boîtier laisse apparaître l'arbre 6 de la machine électrique 1, sortant coaxialement du boîtier de stator 2. Dans l'exemple de réalisation représenté, la machine électrique 1 est par exemple une machine à courant alternatif polyphasé de véhicule automobile pour lequel l'onduleur 4 transforme une ten- sion d'alimentation continue pour commander les enroulements de stator du boîtier de stator 2. La liaison électrique entre l'onduleur 4 et les branchements des enroulements de stator passe latéralement au boîtier 7 de la machine électrique 1, parallèle à l'axe ou orientée dans la direction longitudinale pour les tiges conductrices 8-17. Chaque fois, deux tiges conductrices 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 forment l'une avec l'autre, une paire soudée de conducteurs dont une tige conductrice, par exemple la tige conductrice 8, est reliée électriquement par la plaque d'adaptateur 3 à l'enroulement de stator. Alors que l'autre tige conductrice, par exemple la tige conductrice 9, est reliée à l'onduleur 4. L'onduleur 4 peut commander les enroulements de stator successive- ment, par les différentes paires de conducteurs, pour générer dans le stator, un champ tournant qui fait tourner le rotor et ainsi aussi l'arbre 6 de la machine électrique 1. Avec la même machine, on peut également fonctionner en mode générateur. La rotation du rotor et ainsi celle du champ électro- magnétique du rotor génèrent un courant alternatif dans l'enroulement de stator. Ce courant peut être converti par le convertisseur en un courant continu servant par exemple à l'alimentation du réseau de bord d'un véhicule. Dans le cas de la figure 1, les tiges conductrices 9-17 qui sont latéralement en saillie ne sont ni isolées électriquement ni protégées mécaniquement d'une quelconque manière. Pour avoir une protection appropriée des tiges conductrices 9-17 venant en saillie, il est prévu selon la représentation de la figure 2, un dispositif de couverture 18 sensiblement de forme annulaire, rapporté dans la direction de la flèche 19 sur le boîtier 20 de l'onduleur/convertisseur 4. Le boîtier 20 du convertisseur 4 de même que le boîtier de stator 2 font partie du boîtier 7 de la machine électrique 1. La figure 2 montre les tiges conductrices 8, 10, 12, 14, 16 en saillie du convertisseur 4 et les tiges conductrices 9, 11, 13, 15, 17 de la plaque d'adaptateur 3 reliées électriquement aux précédentes ; la figure 2 le montre plus clairement que la figure 1 car les ensembles de la machine électrique de la figure 2 sont représentés tournés sensiblement de 120° dans le sens des aiguilles d'une montre. La figure 2 montre également clairement que les tiges conductrices 8-17 latéralement en saillie du boîtier en étant orientées dans la direction longitudinale ont une longueur relativement importante pour que leurs régions d'extrémité 21, 22 puissent être soudées sans difficultés à l'aide d'un outil de soudage approprié par exemple avec une pince de soudage. Après assemblage des différents ensembles comme cela apparaît à la figure 1. La longueur relativement grande des tiges conductrices 8-17 facilite certes le soudage par paire dans les zones d'extrémité 21, 22 mais cela se traduit également pendant le fonc- tionnement de la machine électrique par des vibrations qui génèrent de fortes oscillations des tiges conductrices 8-17 si celles-ci ne sont pas bloquées de façon complémentaire. Pour cela, le dispositif de couverture 18 comporte des coiffes 23-25 munies d'éléments de fixation pour bloquer les tiges conductrices 8-17. Un tel élément de fixation peut être prévu dans une coiffe 26 comme cela apparait à la figure 4 montrant les coiffes 23-25. Les coiffes 23-25 peuvent également être réalisées directement sur le capuchon 26 et avoir une section comme cela est représenté à la figure 4. La vue partielle à échelle agrandie de la figure 3 montre la machine électrique 1 munie du dispositif de couverture 18 pour la région de la coiffe 25 de la figure 2. La coiffe 25 loge comme élément de fixation, un capuchon distinct 26 et dont la section est représentée dans la région des tiges conductrices 14, 15 de la figure 4. La vue en coupe de la figure 4 montre notamment que les tiges conductrices 14, 15 s'appliquent par leurs régions d'extrémité 21, 22 contre les parois latérales 27, 28 d'une cavité 29 et elles sont ainsi fixées dans la cavité 29 ou dans le capuchon 26. Le capuchon 26 a été rapporté dans la direction de la flèche 30 sur les tiges conductrices 14, 15 lors de la mise en place du dispositif de couverture 18. Les parois latérales 27, 28 coniques créent une liaison autobloquante entre le capuchon de couverture 26 et les parois latérales 27, 28. Cela se traduit par un blocage particulièrement garanti des tiges conductrices 14, 15 dans le capuchon de couverture 26. Les deux tiges conductrices 14, 15 sont soudées l'une à l'autre dans leur régions d'extrémité 21, 22. La région de soudure 31 est représentée avec des points. 10 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Machine électrique 2 Boîtier de stator 3 Plaque d'adaptateur 4 Convertisseur/ Onduleur 5 Couvercle de boîtier 6 Arbre 7 Boîtier de la machine électrique 8-17 Tiges conductrices 18 Dispositif de couverture 19 Flèche 20 Boîtier du convertisseur 21, 22 Région d'extrémité des tiges conductrices 23-25 Coiffes 27, 28 Parois latérales 29 Cavité 30 Direction/ Flèche 31 Région soudée20 REVENDICATIONS1°) Machine électrique comportant des tiges conductrices (8-17) venant en saillie et arrivant à des ensembles différents de la machine électrique (1) en étant reliées électriquement par paires par les régions d'extrémité (21, 22) en saillie pour réaliser une liaison électrique continue entre les différents ensembles, machine électrique caractérisée en ce qu' un dispositif de couverture (18) fixé au boîtier (7) de la machine électrique (1) chevauche les tiges conductrices (8-17) reliées l'une à l'autre au niveau de leurs extrémités, de manière à les bloquer et à amortir ou à limiter les vibrations d'une autre manière. 2°) Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les régions d'extrémité (21, 22) des tiges conductrices (8-17) sont latéra- lement en saillie par rapport au boîtier (7) de la machine électrique (1), en étant parallèles à la direction longitudinale du boîtier (7). 3°) Machine électrique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le dispositif de couverture (18) est un élément de forme annulaire qui entoure au moins partiellement le boîtier (7) de la machine électrique (1), et qui, aux emplacements où les tiges conductrices (8-17) reliées l'une à l'autre sont en saillie, a chaque fois un capuchon de recouvre- ment (26) qui chevauche les tiges conductrices (8-17) de manière à les bloquer ou à les amortir ou à limiter les vibrations d'une autre manière. 4°) Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les tiges conductrices (8-17) reliées les unes aux autres viennent par leurs extrémités dans une cavité (29) respective du dispositif de couverture (18) et s'appuient contre les parois latérales (27, 28) de la cavité (29) par les régions d'extrémité (21, 22) des tiges conductrices (8-17) qui sont ainsi bloquées.355°) Machine électrique selon la revendication 4, caractérisée en ce que la cavité (29) va en diminuant suivant une forme conique. 6°) Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les extrémités des tiges conductrices (8-17) s'appliquent avec un faible jeu dans une plage comprise entre 0 mm et 2 mm dans le dispositif de couverture (18) de façon à limiter les vibrations. 7°) Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de couverture (18) est une pièce en matière plastique réalisée en un seul morceau. 8°) Machine électrique selon la revendication 3, caractérisée en ce que les dispositifs de couverture (18) sont des capuchons en matière plastique (26) qui reçoivent les coiffes (23-25) du dispositif de couverture (18). 9°) Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de couverture (18) chevauche le boîtier (7) de la machine électrique (1) ou le boîtier (20) du convertisseur (4) au moins partielle- ment par une liaison par la forme. 10°) Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de couverture (18) est au moins en partie sur la périphérie, un élément annulaire qui s'allonge élastiquement et s'accroche contre le boîtier associé (7, 20) d'une manière élastique comme un ressort. 11°) Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce queles tiges conductrices (8-17) sont en saillie de la plaque d'adaptateur (3) et du boîtier (20) du convertisseur (4), la plaque (3) étant installée entre le convertisseur (4) et le boîtier de stator (2) de la machine électrique (1), et les tiges conductrices (8-17) sont des tiges plates de section rectangu- laire qui sont en saillie sur une longueur supérieure à 2 cm par rapport aux côtés extérieurs de la machine électrique.10