Brevet FR3021491A1 — publié le 20151127

Dispositif de conversion de courant pour une machine électrique, notamment un moteur d'entrainement d'un compresseur Le secteur technique de la présente invention est celui des compresseurs en particulier des compresseurs électriques, par exemple pour la circulation d'un fluide réfrigérant à l'intérieur d'un circuit de climatisation de véhicule. Un compresseur électrique comprend de manière classique un mécanisme de compression, entraîné par un moteur électrique, afin de mettre sous pression le fluide réfrigérant dans le circuit de climatisation. Pour alimenter le moteur électrique, le compresseur comprend en outre un onduleur pour convertir le courant disponible en un courant adapté pour le moteur du compresseur. A titre d'exemple, l'onduleur est adapté pour convertir un courant continu en un courant alternatif triphasé. Il est en particulier connu des configurations dans lesquelles l'onduleur comprend un boîtier rapporté sur le moteur, au niveau du boitier de ce dernier. Dans un tel cas de figure, la liaison entre le boîtier et le moteur présente une certaine résistance électrique, résistance d'autant plus grande si un joint isolant est placé entre les boîtiers de l'onduleur et du moteur. Une difficulté à résoudre dans un tel cas de figures est celle de la transmission des perturbations électromagnétiques, en particulier aux enroulements du moteur ainsi qu'au réseau de puissance et au réseau basse tension, servant respectivement à alimenter et à contrôler son fonctionnement. On parle à ce sujet de comptabilité électromagnétique (ou CEM). On entend par réseau de puissance, un réseau dont l'énergie électrique est convertie en puissance mécanique. Il peut s'agir de tension élevée, telle que par exemple une tension électrique comprise approximativement entre 48V et 250V, comparativement à la tension dédié à la commande et qui est aussi parfois qualifiée de basse tension. Classiquement, ces difficultés sont résolues en reliant la machine électrique à la masse du véhicule automobile. Cependant, si cette solution convient bien à des configurations dans lesquelles un même boîtier est utilisé pour l'onduleur et le moteur, il a été constaté par le déposant que, dans la configuration évoquée plus haut, une telle solution est insuffisante. En effet, compte-tenu de la forte résistance électrique établie entre le boîtier de l'onduleur et le boitier du moteur, les perturbations électromagnétiques produites par et/ou transmises au niveau de l'onduleur ne peuvent pas s'évacuer par la mise à la masse, celle-ci étant reliée au boitier du moteur. Elles sont alors transmises par les câbles électriques reliés à l'onduleur, à savoir les câbles du réseau de puissance et du réseau basse tension, et/ou les enroulements du boitier du moteur. Cette situation est d'autant plus dommageable que l'onduleur est la source de perturbations électro magnétiques significatives. De nombreuses parades sont certes connues telles que l'utilisation de capacités ou de circuits imprimés traités pour filtrer lesdites perturbations. La situation mérite cependant d'être d'améliorée. L'invention propose à cette fin un dispositif de conversion de courant pour une machine électrique, notamment un moteur d'entrainement d'un compresseur, ledit dispositif comprenant un corps, configuré pour être fixé à ladite machine, ledit corps étant en outre configuré pour être raccordé à la masse. En munissant le corps dudit dispositif de conversion de courant de sa propre mise à la masse, l'éventuelle résistance électrique existant entre ledit dispositif de conversion et la machine électrique n'est plus un obstacle et la dispersion des perturbations électromagnétiques par la masse plutôt que par les autres câbles électriques reliés audit dispositif de conversion est favorisée. On peut de la sorte faire appel à des dispositif de conversion de plus grande puissance sans avoir à revenir à des solutions dans lesquelles le dispositif de conversion et la machine électrique comprennent un corps monobloc ou à mettre en oeuvre d'autres parades présentant de fortes difficultés d'intégration et des coûts élevés. De manière avantageuse, le corps du dispositif de conversion est relié à la masse via un câble électrique de dimension déterminée et contenue pour être le plus court possible. Par conséquent, la longueur du câble est définie selon la distance séparant le corps du dispositif de conversion et un point de masse formé soit par le châssis du véhicule, soit par le moteur d'entraînement de ce dernier, soit un dispositif de transfert de puissance mécanique ou de conversion de couple, tel qu'un dispositif à engrenages formant une boîte de vitesses du véhicule. Ledit dispositif de conversion de courant est, par exemple, un onduleur. Dans le cas d'application à un véhicule, la masse pourra être constituée par le châssis du véhicule. Selon d'autres caractéristiques de l'invention qui pourront être utilisées seules ou en combinaison : - ledit dispositif de conversion comprend un connecteur électrique destiné à être raccordé à la masse, - ledit corps comprend un premier alésage pour accueillir un moyen de fixation dudit, - ledit premier alésage débouche sur une surface extérieure du corps, dite de connexion, ladite surface de connexion étant plane, - ledit connecteur comprend une fiche configurée pour venir en appui à plat contre ladite surface de connexion, - ladite fiche est percée pour permettre un passage dudit moyen de fixation, - ledit premier alésage est taraudé, - ledit corps comprend un second et/ou troisième alésage pour un ou des autres connecteurs électriques, - ledit premier alésage est situé à proximité du second et/ou du troisième alésage, - ledit premier alésage est situé à niveau d'une même face du corps que le second et/ou le troisième alésage, - ledit corps présente une configuration cylindrique et le premier alésage est situé dans un même secteur angulaire que le second et/ou le troisième alésage, ledit secteur angulaire présentant une envergure de moins de 120°, - ledit premier alésage présente une orientation distincte de celle du second et/ou du troisième alésage, - les orientations des premier, second et troisième alésages sont toutes distinctes, - ledit corps est monobloc, notamment issue de fonderie, - ledit dispositif comprend des moyens de conversion de courant logés dans ledit corps, - ledit corps est configuré pour permettre un refroidissement desdits moyens de conversion, - ledit corps comprend des alésages de fixation sur la machine électrique, - ledit corps comprend des alésages de centrage sur la machine électrique. 10 L'invention concerne encore un ensemble d'un dispositif de conversion de courant tel qu'évoqué plus haut et d'une machine électrique, ledit dispositif de conversion de courant étant monté sur ladite machine. Un joint isolant formant une étanchéité est avantageusement situé entre le corps dudit dispositif et ladite 15 machine. Ladite machine pourra être configurée pour être fixée sur un châssis et ledit dispositif de conversion est monté en porte à faux sur ladite machine. 20 L'invention concerne encore un dispositif de compression comprenant un ensemble tel que décrit plus haut et un compresseur entrainé par ledit ensemble. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et se référant aux dessins annexés sur 25 lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de compression selon l'invention muni d'une connexion à la masse, illustrée de façon schématique, - la figure 2 est une vue en perspective du corps d'un dispositif de conversion conforme à l'invention. 30 L'invention concerne un dispositif de compression. Ce dernier pourra être utilisé pour la compression de fluides de différentes natures et pourra être monté sur tout type de dispositif aussi bien mobile que fixe. Il est cependant plus particulièrement destiné à la circulation d'un fluide réfrigérant à l'intérieur d'un circuit de climatisation d'un véhicule automobile sur le châssis duquel il sera fixé, directement ou indirectement. En référence à la figure 1, le dispositif de compression électrique selon l'invention comprend un compresseur 1, une machine électrique 3 d'entraînement du compresseur 3 et un dispositif 5 de conversion de courant, monté sur ladite machine. Ledit dispositif 5 de conversion est configuré pour permettre l'alimentation et le contrôle de ladite machine électrique. Le compresseur 1 est avantageusement du type à spiral de compression (Scroll en anglais) ou du type à palettes ou encore du type à pistons, ces exemples étant donnés à titre illustratif sans pour autant limiter la portée de l'invention. Ladite machine électrique 3 est, par exemple, un moteur électrique triphasé. Ledit dispositif 5 de conversion est, par exemple, un onduleur, à savoir un dispositif permettant de convertir un courant continu, par exemple délivré par une batterie, en un courant alternatif, notamment un courant alternatif triphasé. Ici, le compresseur 1 comprend un boîtier 10 dans lequel sont logés des organes de compression. La machine électrique 3 comprend un boîtier 30 dans lequel sont logés un stator et un rotor de ladite machine électrique. Lesdits boîtiers sont, notamment, de forme cylindrique creuse. Ils s'étendent longitudinalement selon un axe longitudinal commun à un arbre dudit compresseur et au rotor de ladite machine électrique. Le boîtier 10 du compresseur et/ou le boîtier 30 de la machine électrique sont, par exemple, en aluminium ou en alliage d'aluminium. Ladite machine électrique 3 est avantageusement configurée pour être fixée sur un support, notamment le châssis, le moteur d'entraînement ou la boite de vitesse du véhicule équipé. Le boîtier 30 de ladite machine électrique 3 comprend pour cela un ou des alésages de fixation 32, ici deux alésages de fixation diamétralement opposés. Lesdits alésages de fixation 32 de la machine électrique 3 sont orientés, par exemple, tangentiellement à son boîtier 30. Lesdits alésages de fixation 32 de la machine électrique forment deux premiers points de fixation du dispositif de compression sur son support. Ici, ledit dispositif de compression comprend un troisième point de fixation 12 sur le châssis, situé sur le boîtier 10 du compresseur 1. Ledit troisième point de fixation 12 est situé, par exemple, au niveau d'une extrémité longitudinale dudit compresseur. Il pourra lui aussi prendre la forme d'un alésage de fixation, par exemple orienté selon la même direction que celle des alésages de fixation 32 de la machine électriques 3. Ledit dispositif de compression est avantageusement configuré pour que le fluide frigorigène traverse ladite machine électrique 3 en venant au contact dudit dispositif de conversion 5 de manière à les refroidir. Dans ce but, le dispositif de compression comprend ici un orifice d'entrée 14 du fluide frigorigène par exemple orienté radialement, qui est préférentiellement situé à proximité dudit dispositif de conversion 5. On obtient de la sorte une circulation de fluide qui vient lécher ledit dispositif 5 de conversion ce qui favorise son refroidissement. Un passage interne pour le fluide est prévu entre ladite machine électrique 3 et le compresseur 1. Un autre orifice 16 dédié à la sortie du fluide hors du dispositif de compression, est situé sur ledit compresseur 1. A titre d'exemple, cet orifice est orienté radialement au compresseur 1. Ledit dispositif de conversion 5 comprend un corps 7, configuré pour être monté sur la machine électrique 3. Autrement dit, ledit corps 7 et ledit boîtier 30 de la machine électrique 3 sont deux pièces distinctes rapportées l'une à l'autre. Compte-tenu de la circulation de fluide à l'intérieur de la machine électrique 3, ledit dispositif de compression comprend avantageusement un joint isolant, non visible, entre le corps 7 dudit dispositif et ladite machine électrique 3, notamment le boîtier 30 de ladite machine électrique. Ledit dispositif de conversion 5 est ici monté en porte à faux sur ladite machine électrique 3. Il présente, par exemple, une configuration cylindrique, en particulier coaxiale avec les boîtiers 10, 30 du compresseur 1 et/ou de la machine électrique 3. Ledit dispositif de conversion comprend, notamment, des moyens de conversion de courant, non-représentés, logés dans ledit corps 7. Lesdits moyens de conversion pourront comprendre, par exemple, des ponts de transistors montés sur des cartes de circuits imprimés. Ledit dispositif comprend encore ici des connecteurs électriques basse tension 9 et/ou de puissance 11 destinés à relier lesdits moyens de conversion, respectivement, à un réseau basse tension et/ou un réseau de puissance du véhicule pour l'alimentation et le contrôle de ladite machine électrique 3. Ledit corps 7 est avantageusement monobloc, notamment issue de fonderie. Il pourra être configuré pour permettre un refroidissement desdits moyens de conversion. Selon l'invention, ledit corps 7 est en outre configuré pour être raccordé à la masse, cette dernière étant par exemple constituée par le châssis du véhicule. On évite de la sorte que les perturbations électromagnétiques générées par et/ou transmises aux moyens de conversion soient à leur tour transmises aux réseaux basse tension ou de puissance du véhicule et/ou à la machine électrique 3. Comme illustré à la figure 2, ledit corps 7 comprend ici un premier alésage 13 pour accueillir un moyen de fixation, non-illustré, d'un connecteur électrique, illustré schématiquement 15 à la figure 1, destiné à être raccordé à la masse. Ledit premier 13 alésage est, par exemple, taraudé. Ledit premier alésage 13 débouche sur une surface extérieure 19 du corps 7, dite de connexion. Ladite surface de connexion 19 est avantageusement plane pour favoriser un bon contact électrique avec le connecteur 15. Ledit corps pourra comprendre un second alésage 21 et troisième alésage 30 23, qui sont respectivement destinés à coopérer avec le connecteur électrique 9 du réseau basse tension et le connecteur électrique 11 du réseau de puissance du véhicule. Ledit premier alésage 13 est situé ici à proximité des second 21 et troisième 23 alésages. L'ensemble de ces alésages 13, 21, 23 sont ainsi situés, par exemple, à niveau d'une projection radiale 25 du corps 7. Plus généralement, le premier alésage 13 pourra être situé dans un même secteur angulaire que les second 21 et troisième 23 alésages, ledit secteur angulaire présentant une envergure angulaire de moins de 120°. Ledit premier alésage 13 présente, par exemple, une orientation distincte de celle du second et/ou du troisième alésage 21, 23. Ici, les orientations des 10 premier, second et troisième alésages sont toutes distinctes, notamment orthogonales les unes aux autres. Pour son montage sur ladite machine électrique 3, ledit corps 7 comprend, par exemple, des alésages de fixation 52, ici au nombre de six, régulièrement 15 répartis à sa périphérie. Il pourra aussi comprendre des alésages de centrage 54 sur ladite machine électrique 3, ici au nombre de deux, sensiblement diamétralement opposé. Ledit corps 7 comprend encore un alésage central 56 situé dans l'axe du rotor de la machine électrique 3. 20 Si l'on se reporte de nouveau figure 1, on constate que ledit connecteur 15 comprend une fiche 27, elle aussi illustrée de façon schématique. Ladite fiche 27 est avantageusement configurée pour venir en appui à plat contre ladite surface de connexion 19. Ladite fiche est, par exemple, percée pour permettre un passage desdits moyens de connexion. Ledit connecteur 15 comprend en outre, par 25 exemple, un câble 29 relié, d'une part à ladite fiche 27 et, d'autre part, configuré pour être relié à la masse. REVENDICATIONS1. Dispositif (5) de conversion de courant pour une machine électrique (3), notamment un moteur d'entrainement d'un compresseur (1), ledit dispositif (5) comprenant un corps (7), configuré pour être fixé à ladite machine (3), ledit corps (7) étant en outre configuré pour être raccordé à une masse. 2. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel ledit corps (7) comprend un premier alésage (13) pour accueillir un moyen de fixation d'un connecteur électrique (15) destiné à être raccordé à la masse. 3. Dispositif selon la revendication 2 dans lequel ledit premier alésage (13) débouche sur une surface extérieure (19) du corps (7), dite de connexion, ladite surface de connexion (19) étant plane. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3 dans lequel ledit corps (7) comprend un second alésage (21) pour un ou des autres connecteurs électriques (9, 11). 5. Dispositif selon la revendication 4 dans lequel ledit premier alésage (13) est situé à proximité du second alésage (21). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5 dans lequel ledit premier alésage (13) est situé à niveau d'une même face du corps (7) que le 25 second alésage (21). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6 dans lequel ledit corps (7) présente une configuration cylindrique et le premier alésage (13) est situé dans un même secteur angulaire que le second alésage (21), ledit secteur 30 angulaire présentant une envergure angulaire de moins de 120°. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 7 dans lequel ledit premier alésage (13) présente une orientation distincte de celle du second alésage (21). 9. Ensemble d'un dispositif de conversion de courant selon l'une quelconque des revendications précédentes et d'une machine électrique (3), ledit dispositif de conversion de courant étant monté sur ladite machine (3). 10. Ensemble selon la revendication 9 comprenant un joint isolant formant une étanchéité entre le corps (7) dudit dispositif et ladite machine (3). 11. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 9 et 10 dans lequel ladite machine (3) est configurée pour être fixée sur un châssis et ledit dispositif de conversion est monté en porte à faux sur ladite machine (3). 12 Dispositif de compression comprenant un ensemble selon l'une quelconque des revendications 9 à 11 et un compresseur (1) entrainé par ledit 15 ensemble.