Brevet FR3042076A1 — publié le 20170407

MACHINE ELECTRIQUE La présente invention se rapporte au domaine des machines électriques, et se rapporte plus particulièrement aux machines électriques comportant au moins un stator. Une machine électrique est une machine, également appelée moteur, qui comporte au moins un stator. Le stator comporte des dents formant les bobines. L'alimentation de chacune des bobines permet la création d'un champ magnétique dans le stator, un rotor s'orientant suivant les lignes de champ. Dans le domaine de l'automobile, ces machines électriques sont par exemple 10 utilisées dans des systèmes électriques tels que des compresseurs électriques suralimentés. Par exemple, ces machines sont utilisées sur le circuit d'admission pour améliorer le rendement du véhicule, par exemple pallier le temps de latence du turbocompresseur classique au démarrage, ou dans les phases transitoires du véhicule. Cependant, ce type de machine est source de bruit. En effet, les efforts 15 électromagnétiques engendrés sur le stator et le rotor induisent des micro-déplacements à haute fréquence et dans le domaine audible de l'oreille humaine, entre 1000 et 20000Hz. Les vibrations se transmettent sur toute la structure de la machine, et se propagent dans l'air et dans les supports de la machine. Si les bruits conduits par la machine vers le support peuvent être réduits par des amortisseurs, les bruits intrinsèques 20 à la machine sont plus difficiles à traiter. Une solution à ce bruit, consiste à réduire les effets des efforts radiaux. Les effets des efforts radiaux sont réduits, par exemple, en aménageant des évidements de matière sur la face externe du stator, dans le prolongement des dents du stator. Une telle solution permet un gain de déformation, permettant de réduire les effets des efforts radiaux sur la 25 pièce en contact avec le stator, de 10%. Ce gain participe à la réduction partielle du bruit, qui reste ainsi encore audible par une oreille humaine. La présente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvénients des machines de l'art antérieur en proposant une machine électrique configurée pour limiter les nuisances sonores. 3042076 2 Pour cela la présente invention propose une machine électrique comportant au moins un stator, le stator étant formé d'un corps et de dents disposées sur la face interne du corps du stator, le stator comportant au moins un évidement interne formé dans le corps du stator, l'évidement interne étant rempli de matériau de remplissage. 5 En effet, ce sont les contraintes mécaniques qui participent aux nuisances sonores en favorisant les efforts radiaux. La diminution des effets des efforts radiaux via des évidements remplis permet ainsi de limiter les nuisances sonores. Selon un mode de réalisation de l'invention, le matériau de remplissage est de la résine. Selon un mode de réalisation de l'invention, le matériau de remplissage est visco- élastique. Selon un mode de réalisation de l'invention, le matériau de remplissage est thermodurcissable. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'évidement s'étend longitudinalement dans le corps du stator parallèlement à un axe longitudinal du stator. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'évidement interne à toute forme géométrique permettant de limiter les contraintes mécaniques sur le stator. Selon un mode de réalisation de l'invention, la largeur de l'évidement interne est inférieure à la largeur d'une dent du stator. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'évidement interne est un cylindre ou une ellipse. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'évidement interne est disposé dans l'axe d'une dent du stator. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'évidement interne est formé dans le corps du stator à une distance suffisante d'une face interne du corps du stator pour ne pas perturber le champ magnétique. Selon un mode de réalisation de l'invention, le stator comporte au moins deux évidements externes formés sur la face externe du stator. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'évidement externe forme une rainure orientée longitudinalement selon l'axe longitudinal du stator. 3042076 3 Selon un mode de réalisation de l'invention, l'évidement externe est centré entre deux évidements internes, et chevauche, au niveau de chacun de ses cotés, un évidement interne. L'invention concerne également l'utilisation de la machine électrique selon 5 l'invention dans un compresseur de suralimentation électrique pour véhicule automobile. L'invention concerne également un compresseur de suralimentation électrique équipé d'une machine électrique selon l'invention. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront plus clairement à la lecture de la description faite, ci-après, en se référant 10 aux figures annexées, données à titre d'exemple et dans lesquelles: - la figure 1 est une représentation schématique d'une vue en coupe d'un dispositif selon l'invention, - la figure 2 est une représentation schématique d'un détail du dispositif selon l'invention. 15 La présente invention concerne une machine électrique 1. La machine 1 électrique comporte au moins un stator 2, illustré figure 1 et 2. La machine électrique comporte également un rotor 3 disposé à l'intérieur du stator 2. Plus précisément, le rotor 3 est disposé dans un espace 4 formé au centre du stator 2. 20 Selon un mode de réalisation de l'invention, la machine électrique est une machine à courant continue ou alternatif, synchrone ou asynchrone ou tout type de machine électrique du même type. Plus précisément, selon un mode de réalisation de l'invention, la machine électrique est un moteur à reluctance variable (également appelée machine SRM pour 25 Switched Reluctance Motor selon la terminologie anglaise) défini par les même caractéristiques que la machine électrique selon l'invention. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le moteur est un moteur à aimant permanent. 3042076 4 Le stator 2 est formé d'au moins un corps 21. Selon un mode de réalisation de l'invention, le stator est formé de plusieurs corps. Le stator est également formé de plusieurs dents 22. Les dents 22 sont disposées sur la face interne 221 du corps du stator délimitant l'espace 4 dans lequel se trouve le rotor. Le stator 2 comporte n dents 22, n 5 étant compris entre 4 et 12, et de manière très préférée égale à 6. Autour de chacune des dents 22 est disposé un bobinage qui forme ainsi les bobines 23 du stator. L'alimentation de chacune des bobines 23 permet la création d'un champ magnétique dans le stator 2. Selon un mode de réalisation de l'invention, le rotor 3 comporte des dents 32 de rotor orientées suivant les lignes de champ du stator 2. Le nombre de dents du rotor 3 est 10 compris entre 2 et 8, et de manière préférée est égale à 4. Dans le cadre de l'invention, le stator 2 comporte au moins un évidement 24 interne. Cet évidement 24 interne est formé dans le corps 21 même du stator. L'évidement 24 interne est formé dans le corps 21 du stator 2, et s'étend longitudinalement, selon l'axe 31 longitudinal du stator, sur au moins une partie du 15 stator, dans le corps 21 du stator 2. Plus précisément, l'évidement 24 interne s'étend parallèlement à l'axe 31 du stator. Dans le cadre de l'invention, l'axe 31 longitudinal du stator est défini comme étant l'axe 31 le long duquel s'étend le stator, passant par le centre du stator, c'est-à-dire l'axe 31 autour duquel est disposé le stator. 20 Selon un mode de réalisation de l'invention, l'évidement 24 interne s'étend longitudinalement sur toute la longueur du stator 2. Selon un mode de réalisation de l'invention, la largeur Le, de l'évidement 24 interne est égale ou supérieure à la largeur L, d'une dent 22 du stator 2. Dans le cadre de l'invention, la largeur, de l'évidement et des dents du stator, est 25 définie par la grandeur orientée suivant un plan P perpendiculaire à un plan passant par le rayon R du stator, par opposition à la hauteur qui se définie par la grandeur passant par le rayon R du stator. Dans le cadre de l'invention, l'évidement 24 interne à toutes formes géométriques possibles. Plus précisément, l'évidement 24 interne à toutes formes géométriques 30 permettant de limiter les contraintes mécaniques sur le stator 2. En effet, ce sont les 3042076 5 contraintes mécaniques qui participent aux nuisances sonores en favorisant les efforts radiaux. La diminution des effets des efforts permet ainsi de limiter les nuisances sonores. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'évidement 24 interne est un cylindre dont la génératrice à toute forme permettant de limiter les contraintes mécaniques sur le 5 stator. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'évidement 24 interne est rond. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'évidement 24 interne est ovale, sa largeur Le, étant supérieure à sa hauteur hei. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'évidement 24 interne est carré ou 10 rectangle. Par exemple, l'évidement 24 interne est rectangle ou carré, avec des coins arrondis. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'évidement 24 interne à une forme d'ellipse, plus précisément l'évidement 24 interne est un cylindre elliptique dont la largeur est supérieure à la hauteur. 15 L'évidement 24 interne est disposé dans l'axe d'une dent 22 du stator. Plus précisément, l'évidement 24 interne est disposé dans la partie du corps 21 du stator 2 prolongeant une dent 22 du stator. Selon un mode de réalisation, l'évidement 24 interne est formé dans le corps du stator à une distance suffisante de la face interne 221 du corps du stator pour ne pas 20 perturber le champ magnétique. Plus précisément, la plus petite distance De, entre un bord de l'évidement 24 interne et la face interne 221 du corps du stator est supérieure ou égale à la largeur d'une dent du stator divisée par deux (L5/2). Une telle disposition évite de modifier le champ magnétique de la machine électrique. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'évidement 24 interne est disposé 25 dans le corps 21 du stator 2 et en périphérie du corps 21. C'est-à-dire que l'évidement 24 interne est plus proche de la face externe 222 du stator 2 que de la face interne 221 du stator 2. Dans le cadre de l'invention, la face externe 222 du stator 2 est celle qui ne comporte pas de dent 22 et qui est disposée à l'extérieur du stator 2 si l'on considère que 3042076 6 la face interne 221 du stator délimite une zone 4 du stator 2 dans laquelle est disposé le rotor 3. Selon un mode de réalisation de l'invention, le stator 2 comporte un nombre d'évidements 24 identique au nombre de dents 22 du stator. Par exemple dans le cas ou 5 le stator comporte six dents, le stator comporte six évidements 24 internes. Dans le cadre de l'invention, au moins un évidement interne 24 est rempli avec un matériau de remplissage 26. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'ensemble des évidements internes 24 sont remplis avec un matériau de remplissage 26. 10 Selon un mode de réalisation de l'invention, le matériau de remplissage 26 est de la résine. Selon un mode de réalisation de l'invention, la résine est visco-élastique. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'ensemble des évidements internes 24 sont remplis par un matériau de remplissage thermodurcissable, et par exemple du 15 PPS GF40 ®. Le matériau de remplissage est choisi de façon à favoriser la dissipation thermique. Un tel stator 2 selon l'invention, permet un gain de 50% en termes de contraintes mécaniques. 20 Selon une variante de l'invention, les évidements internes sont remplis par un fluide. Dans ce mode de réalisation, un petit orifice est formé entre chaque évidement interne 24. Dans le cadre de l'invention, les évidements peuvent être remplis avant l'empilage des tôles du stator, et avant l'assemblage final du stator. 25 Selon une variante de l'invention, les évidements internes sont remplis par un fluide. Dans ce mode de réalisation, un petit orifice est formé entre chaque évidement interne 24. Selon une variante de l'invention, le stator 2 comporte au moins un évidement 25 externe formé sur la face externe du stator, illustré figure 2. 3042076 7 Cet évidement 25 externe forme une rainure orientée selon l'axe 31 du rotor 3. L'évidement 25 externe est décalé par rapport aux dents 22 du stator. L'évidement 25 externe est centré entre deux évidements 24 internes. Selon un mode de réalisation de l'invention, la largeur de l'évidement 25 externe 5 est telle qu'il chevauche, au niveau de chacun de ses cotés, un évidement 24 interne. Selon un mode de réalisation de l'invention, la machine comprend deux évidements 25 externes, la distance Dex entre deux évidements 25 externes étant inférieure à la largeur Le, d'un évidement 24 interne. Le stator 2 comporte ainsi une alternance d'évidements 24 internes et d'évidements 25 externe. La profondeur de 10 l'évidement 25 externe est comprise entre 0 et une épaisseur restante du corps du stator supérieure ou égale à la largeur d'une dent du stator divisée par deux (L5/2). Dans le cadre de l'invention, épaisseur restante signifie l'épaisseur restante entre le fond de l'évidement et la face interne 221 du stator ou le début d'une dent 22 du stator. Selon un mode de réalisation de l'invention, le stator 2 comporte un nombre 15 d'évidements 25 externes identique au nombre de dents 22 du stator. Par exemple, dans le cas ou le stator comporte six dents, le stator comporte six évidements 25 externes. L'invention concerne également l'utilisation d'une telle machine selon l'invention dans un compresseur de suralimentation électrique pour véhicule automobile. L'invention concerne également un compresseur de suralimentation électrique 20 équipé d'une telle machine 1 selon l'invention. Ce compresseur électrique de suralimentation pour véhicule automobile, comporte une roue de compression et une machine électrique selon l'invention, pour entraîner la roue de compression en rotation. Dans le cadre de l'invention, on entend par compresseur électrique, un compresseur d'air, volumétrique ou non et par exemple centrifuge ou radial, entraîné par 25 un moteur électrique, dans le but de suralimenter un moteur thermique. Selon un mode de réalisation de l'invention, le moteur électrique est un moteur asynchrone à courant continu ou alternatif. 3042076 8 La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails donnés ci-dessus et permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans s'éloigner du domaine d'application de l'invention. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, et peuvent être modifiés sans 5 toutefois sortir de la portée définie par les revendications. REVENDICATIONS1. Machine électrique (1) comportant au moins un stator (2), le stator étant formé d'un corps (21) et de dents (22) disposées sur la face interne (221) du corps (21) du stator (2), le stator (2) comportant au moins un évidement interne (24) formé dans le corps (21) du stator (2), caractérisé en ce que l'évidement interne (24) est rempli de matériau de remplissage (26). 2. Machine électrique (1) selon la revendication 1, dans lequel le matériau de remplissage (26) est de la résine. 3. Machine électrique 1 selon une des revendications 1 ou 2, dans lequel le matériau de remplissage (26) est visco-élastique. 4. Machine électrique (1) selon une des revendications 1 à 3, dans lequel le matériau de remplissage (26) est thermodurcissable. 5. Machine électrique 1 selon une des revendications 1 à 4, dans lequel l'évidement interne (24) s'étend longitudinalement dans le corps du stator parallèlement à un axe longitudinal (31) du stator (2). 6. Machine électrique (1) selon une des revendications 1 ou 2, dans lequel l'évidement interne (24) est un cylindre dont la génératrice à toute forme permettant dé limiter les contraintes mécaniques sur le stator. 7. Machine électrique (1) selon une des revendications 1 à 6, dans lequel le stator (2) comporte au moins deux évidements externes (25) formés sur la face externe du stator (2). 8. Utilisation de la machine électrique (1) selon une des revendications 1 à 7 dans un compresseur de suralimentation électrique pour véhicule automobile. 9. Compresseur de suralimentation électrique équipé d'une machine électrique (1) selon une des revendications 1 à 7.