Brevet FR3019952A1 — publié le 20151016

Moteur électrique, dispositif de pulsion d'air et dispositif d'équilibrage La présente invention a pour objet un moteur électrique, et se 5 rapporte notamment, mais non exclusivement, un moteur électrique utilisé dans une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation d'un véhicule automobile. Elle concerne plus particulièrement un moteur électrique dans lequel le rotor est disposé autour du stator. L'invention a également pour objet un dispositif de pulsion d'air. L'invention concerne aussi un procédé 10 d'équilibrage du dispositif de pulsion d'air. Un véhicule automobile est couramment équipé d'une installation de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation qui est destinée à réguler les paramètres aérothermiques de l'air distribué dans l'habitacle, en particulier la température et la vitesse d'un flux d'air délivrées par l'installation à l'intérieur 15 de l'habitacle. L'installation comprend typiquement un dispositif de pulsion d'air. Une caractéristique importante du dispositif de pulsion d'air est qu'il doit être bien équilibré, de manière à éviter les vibrations induites par les phénomènes de balourd lors du fonctionnement du dispositif. Le balourd est 20 un terme de mécanique classique caractérisant une masse non parfaitement répartie sur un volume de révolution, entraînant un déséquilibre, l'axe d'inertie n'étant plus confondu avec l'axe de rotation. Le balourd crée dans les pièces des forces centrifuges générant des vibrations au niveau des paliers susceptibles d'accélérer leur dégradation. Sous l'action permanente de ces 25 vibrations, les éléments d'assemblage peuvent se rompre. Les forces centrifuges, proportionnelles au carré de la vitesse de rotation, nécessitent un équilibrage très précis d'autant plus nécessaire que la pièce utilisée a une vitesse de rotation élevée. Lorsqu'on équilibre le dispositif, on vérifie à l'aide de machines 30 d'équilibrage munies de capteurs de vibrations, les vibrations de la machine tournante. Pour ce faire, le dispositif de pulsion d'air est fixé à un support d'équilibrage. La figure 1 illustre un dispositif de pulsion d'air muni d'un moteur 1 actionnant une roue 4 de ventilation. Lorsque le moteur 1 comprend un stator disposé autour du rotor, il est aisé de fixer rigidement le support d'équilibrage au stator du moteur 1, par exemple à l'aide de brides 42. Toutefois, lorsque le rotor est disposé autour du stator, il devient difficile de fixer rigidement le support d'équilibrage au stator du moteur. L'objectif de la présente invention est de remédier à de tels inconvénients. Elle propose en particulier un moteur électrique qui permet de fixer 10 simplement le support d'équilibrage au moteur électrique lorsque le rotor est disposé autour du stator. L'invention a ainsi pour objet un moteur électrique comportant un stator et un rotor, le rotor étant disposé autour du stator, un support de moteur traversé par un flux de fluide, un radiateur et un organe électronique 15 de pilotage, ledit radiateur étant disposé entre ledit support moteur et ledit organe électronique. Dans le moteur électrique selon l'invention, le radiateur comprend des zones de fixation aptes à accueillir des moyens de fixation d'un support d'équilibrage. 20 Ainsi, grâce aux zones de fixation situées sur le radiateur, il est possible de fixer les moyens de fixation sur une partie fixe du dispositif et de connecter ainsi rigidement le dispositif de pulsion d'air au support d'équilibrage. Le moteur électrique peut comprendre en outre un élément de support 25 dudit rotor et dudit stator. L'élément de support dudit rotor et dudit stator peut comprendre des zones de fixation aptes à accueillir des moyens de fixation du support dudit rotor et dudit stator au support d'équilibrage. Le radiateur et l'élément de support constituent avantageusement une 30 seule pièce. Le radiateur peut être en métal, et notamment en aluminium. Les zones de fixation décrites ci-dessus peuvent être des encoches, des zones décrochées, des zones de clipsage, des zones de bridage, ou encore des zones en forme de U. Le moteur électrique peut comprendre au moins trois zones de fixation. L'invention a également pour objet un dispositif de pulsion d'air comprenant au moins un moteur électrique tel que décrit ci-dessus. Le dispositif de pulsion d'air peut comprendre au moins une roue de ventilation coopérant avec ledit au moins un moteur électrique. L'invention a également pour objet un dispositif d'équilibrage d'un dispositif de pulsion d'air. Le dispositif d'équilibrage d'un dispositif de pulsion d'air comprend un dispositif de pulsion d'air tel que décrit ci-dessus et un support d'équilibrage, le support d'équilibrage étant muni de moyens de fixation aptes à coopérer 15 avec les zones de fixation du radiateur du moteur électrique. Le dispositif d'équilibrage d'un dispositif de pulsion d'air peut comprendre des capteurs de vibrations disposés sur les moyens de fixation. L'invention a également pour objet une installation de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation munie d'un dispositif de pulsion d'air tel que 20 décrit ci-dessus. L'invention a enfin pour objet un procédé d'équilibrage d'un dispositif de pulsion d'air décrit ci-dessus. Le dispositif de pulsion d'air est fixé à un support d'équilibrage par coopération des moyens de fixation du support d'équilibrage avec les zones de 25 fixation du radiateur du moteur. Le procédé comprend une étape de mesure des vibrations du dispositif de pulsion d'air et une étape d'équilibrage du dispositif de pulsion d'air en fonction des vibrations mesurées. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à 30 titre d'exemple illustratif et non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1, déjà décrite, est une vue en coupe d'un dispositif de pulsion d'air de l'état de la technique, - la figure 2 est une vue en coupe d'un dispositif de pulsion d'air selon l'invention, - les figures 3 et 4 sont des vues partielles en perspective d'un dispositif d'équilibrage d'un dispositif de pulsion d'air selon l'invention, et - la figure 5 est une vue de dessous d'une pièce bi-fonctionnelle selon un mode de réalisation possible de l'invention. Tel qu'illustré à la figure 2, un dispositif de pulsion d'air 100 selon l'invention comprend un moteur électrique 101. Le moteur électrique 101 comprend un stator 2 et un rotor 3, un support 5 de moteur comportant une gorge 6 périphérique et des éléments 16 de découplage, un organe électronique 7 de pilotage dudit moteur électrique, un radiateur 8, un élément de support 9 dudit rotor 3 et dudit stator 2, et un système 10 de refroidissement fondé sur une circulation d'un flux de fluide, comme par exemple un flux d'air. On notera que dans le mode de réalisation présenté, le refroidissement du moteur électrique 101 est assuré par un flux de fluide, ce flux pouvant être un flux de fluide tel qu'un gaz, un liquide ou encore un mélange des deux. Nous pourrons citer à titre d'exemple un flux d'air, d'eau, de réfrigérant (par exemple du R134A, du HFO 1234 YF, du dioxyde de carbone, etc.) ou toute autre substance apte à refroidir le moteur électrique 101. Le rotor 3 est placé autour du stator 2, la rotation dudit rotor 3 autour dudit stator 2 entraînant la rotation d'un arbre 11 de transmission. Tel qu'illustré en figure 2, le dispositif 100 de pulsion d'air comprend en outre au moins une roue 4 de ventilation qui coopère avec 25 le moteur électrique 101, la roue 4 de ventilation étant entrainée en rotation par l'arbre 11 de transmission du moteur électrique. Cette roue 4 possède à sa périphérie une pluralité d'ailettes inclinées 17 de manière à ce que la rotation de ladite roue 4 sous l'effet du moteur électrique 101 contribue à produire de l'air pulsé par l'intermédiaire desdites 30 ailettes 17. Le support 5 de moteur est une pièce circulaire, possédant au moins une bague intérieure 12 et au moins une bague extérieure 13 ménageant entre elles un espace annulaire constituant une gorge périphérique 6. Selon un mode de réalisation particulier, ce support 5 possède également un canal latéral 14 d'entrée d'air et au moins un passage 15 orienté vers le moteur électrique 101, pour permettre à l'air en provenance dudit canal de transiter vers ledit moteur afin de le refroidir. Les éléments de découplage 16 5 constituent une zone souple située dans la gorge 6 entre les deux bagues 12, 13, ladite zone ayant pour fonction d'amortir les vibrations du moteur électrique 101 afin qu'elles ne se propagent pas à la roue 4 de ventilation. Cette zone peut indifféremment être constituée par une mousse d'amortissement ou par des entretoises 16 en plastique prenant appui contre 10 les deux bagues 12, 13. Le radiateur 8 est une pièce sensiblement circulaire et de faible épaisseur, et qui est insérée entre le support 5 de moteur et l'organe électronique 7 de pilotage. Cet organe électronique 7 est généralement représenté par une carte électronique de faible épaisseur. Plus précisément, ce 15 radiateur 8, qui est préférentiellement métallique, est plaqué à la fois contre le support 5 de moteur et la carte électronique 7, de façon à être refroidi, ici par l'air circulant dans ledit support 5, et de façon à refroidir lui-même ladite carte 7. Le stator 2 est une pièce annulaire, formée de plusieurs bobinages 18 20 consécutifs. Le rotor 3 est assimilable à un couvercle possédant un corps cylindrique creux 19, comme par exemple un aimant, et une paroi bombée 20 obturant ledit corps 19 à l'une de ses deux extrémités. Le rotor 3 présente également un axe 11 traversant la paroi bombée 20 en son centre, une partie dudit axe 11 s'étendant à l'intérieur du corps cylindrique 19 en étant confondu 25 avec son axe de révolution, et une autre partie s'étendant vers l'extérieur dudit rotor 3 et servant de support à la roue 4 de ventilation. L'élément de support 9 du rotor 3 et du stator 2 est une pièce cylindrique creuse, comportant un canal interne, ledit stator 2 étant monté sur ledit élément de support 9 en venant au contact de sa surface latérale externe. Le rotor 3 est 30 monté dans l'élément de support 9, de manière à ce que la partie de son axe 11 qui s'étend à l'intérieur de son corps 19 creux vienne occuper le canal interne dudit élément 9, et de manière à ce que sa paroi bombée 20 et ledit corps 19 viennent coiffer le stator 2. Deux roulements 22, 23 ayant la forme de cylindres creux sont insérés dans le canal interne de l'élément de support 9, autour de l'axe 11 du rotor 3, pour favoriser la rotation dudit rotor 3 dans ledit élément de support 9. La roue de ventilation 4 prolonge le rotor 3 en étant montée de façon coaxiale avec ledit rotor 3. Ainsi, lorsque le moteur électrique 101 est activé, le rotor 3 est mis en rotation autour du stator 2, entraînant la rotation simultanée de la roue 4 de ventilation qui produit de l'air pulsé. Parallèlement, de l'air extérieur pénètre dans le canal latéral 14 du support 5 de moteur afin, d'une part, de refroidir le radiateur 8 et donc de maintenir la carte électronique 7 à une température relativement basse, et d'autre part, de refroidir les zones chaudes du moteur 101 situées sur le rotor 3 et sur le stator 2. Selon un mode de réalisation préférentiel, l'élément de support 9 du rotor 3 et du stator 2 et le radiateur 8 constituent une seule pièce 30. Cette pièce 30 est préférentiellement réalisée en aluminium, qui est un matériau léger et bon conducteur thermique. Ladite pièce comprend une embase 31 circulaire de faible épaisseur, et qui est dotée d'une ouverture centrale 32 circulaire. Cette embase 31 est prolongée par un corps cylindrique 33 creux, présentant un premier tronçon 34 cylindrique élargi. Selon un mode de réalisation particulier, le premier tronçon 34 est prolongé par un deuxième tronçon cylindrique 35 de plus faible diamètre. Le premier tronçon 34 est situé entre l'embase 31 et le deuxième tronçon 35, le diamètre extérieur de ladite embase 31 étant supérieur au diamètre extérieur dudit premier tronçon 34, qui est lui-même supérieur au diamètre extérieur dudit deuxième tronçon 35. Le premier tronçon 34 et le deuxième tronçon 35 comprennent chacun un canal cylindrique interne 36,37 en continuité l'un de l'autre. Selon un exemple de réalisation, le diamètre du canal interne 36 du premier tronçon 34 est supérieur au diamètre du canal interne 37 du deuxième tronçon 35. Il est à noter que le diamètre du canal interne 36 du premier tronçon 34 est égal au diamètre de l'ouverture 32 centrale de l'embase 31. Le canal interne 37 du deuxième tronçon 35 se termine par une partie cylindrique évasée, dont le diamètre est égal au diamètre du canal interne 36 du premier tronçon 34. Les deux canaux internes 36, 37 sont coaxiaux. Le premier 34 et le deuxième 35 tronçons définissent entre eux un épaulement 38 externe. De même, les canaux internes 36, 37 des deux tronçons 34, 35 définissent entre eux un épaulement interne 39. L'embase 31 s'étend dans un plan qui est perpendiculaire à l'axe de révolution du corps cylindrique creux 33, prolongeant ladite embase 31. De cette manière, l'embase 31 représente le radiateur, et le corps cylindrique creux 33 prolongeant ladite embase 31 représente l'élément de support du rotor 3 et du stator 2. Conformément à l'invention, le radiateur 8 est apte à coopérer avec des moyens de fixation 42, les moyens de fixation 42 étant par exemple des pinces ou des brides. Les moyens de fixation 42 sont destinés à fixer rigidement le dispositif de pulsion d'air 100 à un support d'équilibrage 43 (voir figure 3), également appelé banc d'équilibrage. A cet effet, les moyens de fixation 42 sont insérés dans des zones aménagées sur le radiateur 8. Conformément à l'invention, la pièce 30 formant le radiateur 8 et l'élément de support 9 du rotor 3 et du stator 2 comprend plusieurs zones de fixation 44, par exemple trois zones de fixation 44 (figure 5). Ces zones de fixation 44 sont adaptées à coopérer avec les moyens de fixation 42. On peut également envisager que les moyens de fixation 42 soient reliées à différents types de zone de fixation, comme par exemple des encoches, des zones décrochées, des zones de clipsage, des zones de bridage, ou encore des zones en forme de U. Dans un autre mode de réalisation possible, les moyens de fixation 42 se fixent à des zones de fixation 44 situées à la fois sur le radiateur 8 et sur l'élément de support 9. Les figures 3 et 4 sont des vues de détail qui illustrent un dispositif d'équilibrage d'un dispositif de pulsion d'air conformément à l'invention. Il est ainsi illustré la fixation d'un dispositif de pulsion d'air à un support d'équilibrage43 à l'aide des moyens de fixation 42 du support d'équilibrage. Les moyens de fixation 42 du support d'équilibrage vont coopérer avec les zones de fixation 44 du radiateur du moteur électrique du dispositif de pulsion d'air. Par exemple, les extrémités des moyens de fixation 42 peuvent être insérées dans les zones de fixation 44 du radiateur 8. Des capteurs de vibration peuvent être disposés notamment sur les moyens de fixation 42, de manière à détecter et analyser les différentes vibrations lors du fonctionnement du moteur 101. On notera que le dispositif 100 de pulsion d'air décrit précédemment peut être avantageusement utilisé dans un système de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation (non représenté). Le dispositif 100 de pulsion d'air est, par exemple, disposé à proximité d'une entrée d'air du système de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation afin de permettre une circulation d'air provenant de l'extérieur dans ledit système. Un procédé d'équilibrage peut par exemple se dérouler de la manière 10 suivante : - le dispositif de pulsion d'air est fixé rigidement sur le banc d'équilibrage ; - le moteur du dispositif de pulsion d'air est mis en rotation ; - les capteurs d'effort (i.e. les capteurs de vibrations) sont intégrés au 15 banc d'équilibrage et permettent de mesurer le balourd ce qui conduit, par calcul, au poids de la masselotte d'équilibrage à utiliser et à la position où elle doit être fixée ; - la masselotte est ajoutée à la roue ; - une deuxième mesure de vibrations est effectuée afin de vérifier que 20 l'équilibrage est efficace. REVENDICATIONS1. Moteur électrique (101) comportant un stator (2) et un rotor (3), le rotor (3) étant disposé autour du stator (2), un support (5) de moteur traversé par un flux de fluide, un radiateur (8) et un organe électronique (7) de pilotage, ledit radiateur (8) étant disposé entre ledit support (5) moteur et ledit organe électronique (7), caractérisé en ce que le radiateur (8) comprend des zones de fixation (44) aptes à accueillir des moyens de fixation (42) d'un support d'équilibrage (43). 2. Moteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un élément de support (9) dudit rotor (3) et dudit stator (2). 3. Moteur électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de support (9) dudit rotor (3) et dudit stator (2) comprend des zones de fixation (44) aptes à accueillir des moyens de fixation (42) du support (9) du dudit rotor (3) et dudit stator (2) au support d'équilibrage (43). 4. Moteur électrique selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le radiateur (8) et l'élément de support (9) constituent une seule pièce (30). 5. Moteur électrique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les zones de fixation (44) sont des encoches, des zones décrochées, des zones de clipsage, des zones de bridage, ou des zones en forme de U. 6. Moteur électrique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend au moins trois zones de fixation (44). 7. Dispositif (100) de pulsion d'air caractérisé en ce qu'il comprend au moins un moteur électrique selon l'une des revendications 1 à 6. 8. Dispositif (100) de pulsion d'air selon la revendication 7 caractérisé en ce qu'il comprend au moins une roue de ventilation (4) coopérant avec ledit au moins un moteur électrique. 9. Dispositif d'équilibrage d'un dispositif de pulsion d'air, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de pulsion d'air selon l'une des revendications 7 à 8 et un support d'équilibrage (43), le support d'équilibrage (43) étant muni de moyens de fixation (42) aptes à coopérer avec les zones de fixation (44) du radiateur (8) du moteur électrique. 10.Dispositif d'équilibrage selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend des capteurs de vibration disposés sur les moyens de fixation (42). 11.Installation de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation caractérisée en ce qu'elle est munie d'un dispositif de pulsion d'air selon l'une des revendications 7 ou 8. 12.Procédé d'équilibrage d'un dispositif (100) de pulsion d'air selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que le dispositif de pulsion d'air est fixé à un support d'équilibrage (43) par coopération des moyens de fixation (42) du support d'équilibrage avec les zones de fixation (44) du radiateur du moteur, le procédé comprend une étape de mesure des vibrations du dispositif (100) de pulsion d'air et une étape d'équilibrage du dispositif de pulsion d'air (100) en fonction des vibrations mesurées.