Brevet FR3083928A1 — publié le 20200117

MACHINES A COURANT CONTINU A BALAIS [001] L'invention concerne une machine à courant continu à balais ainsi qu'une rondelle et un flasque d'extrémité pour cette machine à courant continu. 5 [002] Des machines à courant continu à balais connues comportent : - un stator équipé : - d'aimants permanents ou d'enroulements statoriques aptes à induire un flux magnétique, - d'un premier et d'un second flasques d'extrémité comportant, respectivement, 10 un premier et un second moyeux, au moins le premier flasque étant réalisé dans un matériau électriquement isolant, - de balais, - un rotor bobiné équipé : - d'enroulements rotoriques, 15 - d'un arbre, et - d'un collecteur situé en vis-à-vis des balais du stator et sur lequel les balais frottent pour alimenter les enroulements rotoriques, - un premier et un second roulements dans lesquels sont montées des extrémités respectives de l'arbre, ces premier et second roulements étant reçus à l'intérieur, 20 respectivement, des premier et second moyeux. [3] Dans ces machines à courant continu, le frottement des balais sur le collecteur génère de la poussière conductrice comme, par exemple, de la poussière de charbon. Plus précisément, la poussière conductrice est généralement générée par des arcs électriques qui apparaissent entre les balais et le collecteur au moment des 25 commutations du sens du courant dans les enroulements rotoriques. Ainsi, plus la tension d'alimentation de la machine à courant continu est élevée, plus la quantité de poussière conductrice générée augmente. [4] Si rien de particulier n'est fait, cette poussière conductrice se dépose sur les différents composants de la machine et, en particulier, sur les matériaux isolants de 30 cette machine. Ce dépôt crée alors ce que l'on appelle des lignes de fuite entre des points de la machine à différents potentiels. Les lignes de fuite les plus gênantes sont généralement les lignes de fuite qui peuvent apparaître entre le potentiel du collecteur et la masse. Ces lignes de fuite diminuent d'autant plus la résistance au claquage de la machine qu'elles sont courtes. Ce dépôt de poussière conductrice sur les 35 matériaux isolants de la machine peut aussi diminuer la distance la plus courte dans l'air entre deux composants conducteurs à des potentiels différents. Cela contribue aussi à diminuer la résistance au claquage de la machine. [5] Le claquage est une rupture instantanée des propriétés diélectriques d'un milieu isolant. Tout claquage entraîne une détérioration plus ou moins importante de 40 la machine à courant continu. La résistance au claquage d'une machine est mesurée, 2 pour une différence de potentiels de référence, entre différents potentiels de la machine. Par exemple, le test d'isolation électrique est fait pour une différence de potentiels de référence typiquement de 1 000 Vdc ou de 2 000 Vdc. [6] Pour accroître la résistance au claquage des machines à courant continu à 5 balais, il a déjà été proposé de diminuer leur tension d'alimentation. En effet, cette diminution de la tension d'alimentation diminue la quantité produite de poussière conductrice. Toutefois, il n'est pas toujours possible ou souhaitable de réduire la tension d'alimentation de la machine à courant continu. En particulier, ce type de solution n'est pas applicable aux machines à courant continu alimentées en haute 10 tension, c'est-à-dire alimentées avec une tension continue supérieure à 72 Vdc. [7] II a aussi été proposé d'équiper les machines à courant continu à balais d'évents et d'un ventilateur. Le ventilateur crée un courant d'air à l'intérieur de la machine qui entraîne les particules conductrices vers les évents et les évacue à l'extérieur de la machine par l'intermédiaire de ces évents. Toutefois, une telle 15 solution n'est pas applicable à toutes les machines à courant continu à balais. Par exemple, elle n'est pas applicable aux machines qui sont étanches à la poussière et aux projections d'eau. [8] Enfin, il a aussi déjà été proposé d'équiper les machines à courant continu à balais d'écrans qui limitent le dépôt de poussière conductrice sur certains 20 composants de la machine judicieusement choisis pour maintenir une résistance au claquage appropriée même après plusieurs dizaines d'heures de fonctionnement. Toutefois, jusqu'à présent, selon l'emplacement et la forme de ces écrans, leur efficacité est plus ou moins bonne pour améliorer la résistance au claquage de la machine. 25 [009] L'invention vise à proposer une machine à courant continu à balais présentant une résistance au claquage améliorée tout en restant applicable aux machines à courant continu alimentées en haute tension et aux machines à courant continu étanches. [0010] Elle a donc pour objet une telle machine à courant continu à balais dans 30 laquelle le rotor comporte également une rondelle en matériau électriquement isolant fixé sans aucun degré de liberté sur l'arbre du rotor, cette rondelle : - étant interposée entre le collecteur et le premier roulement, et - comportant une face avant tournée vers le collecteur et des pales faisant sailli sur cette face avant. 35 [0011] Les modes de réalisation de cette machine à courant continu à balais peuvent comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - la rondelle comporte également une nervure circulaire extérieure faisant sailli sur sa face avant, la hauteur de cette nervure circulaire extérieure dans une direction parallèle à l'axe de rotation de l'arbre étant supérieure à 1 mm ; 3 - le stator comporte une plaque, en matériau électriquement isolant, fixée sans aucun degré de liberté sur le premier flasque d'extrémité, cette plaque présentant une face avant tournée vers le collecteur et sur laquelle sont fixés sans aucun degré de liberté les balais et cette plaque comporte un orifice central traversé de part en part par l'arbre du stator, et la nervure circulaire extérieure est reçue à l'intérieur de cet orifice central de la plaque, la périphérie extérieure de la nervure circulaire extérieure étant séparée de la périphérie intérieure en vis-à-vis de l'orifice central par un jeu inférieur à 1 mm de large ; - les pales sont situées entre l'arbre et la nervure circulaire extérieure et chaque pale s'étend en direction de l'arbre depuis un côté extérieur en contact directement avec la nervure circulaire extérieure ; - la rondelle comporte au moins une gorge circulaire creusée dans sa face avant et faisant le tour complet de l'arbre, cette gorge étant située entre les pales et la périphérie extérieure de cette face avant ; - la rondelle comporte un disque reçu à l'intérieur du premier moyeu, la périphérie extérieure de ce disque étant séparée de la périphérie intérieure en vis-à-vis du premier moyeu par un jeu inférieur à 1 mm de large ; Il le premier roulement comporte : - une bague intérieure directement en appui mécanique sur l'extrémité de l'arbre, - une bague extérieure directement en appui sur le premier moyeu, et - la rondelle comporte, du côté opposé à sa face avant, une partie arrière qui vient directement en appui mécanique uniquement sur la bague intérieure ; - le premier flasque d'extrémité comporte : - un fond tourné vers le collecteur, - une ouverture centrale correspondant à l'emplacement où le premier moyeu débouche à l'intérieur de ce fond, et - au moins une cavité d'au moins 0,5 mm de profondeur aménagée dans ce fond et ce ou ces cavités étant réparties autour de l'ouverture centrale de manière à stocker la poussière conductrice générée par le frottement des balais sur le collecteur ; - le stator comporte une plaque en matériau électriquement isolant fixée sans aucun degré de liberté sur le fond du premier flasque d'extrémité, cette plaque présentant une face avant tournée vers le collecteur et sur laquelle sont fixés sans aucun degré de liberté les balais, et cette plaque recouvrant complètement ladite au moins une cavité aménagée dans le fond du premier flasque d'extrémité, et le stator comporte également un passage aménagé sur la périphérie extérieure de la plaque et raccordant fluidiquement ladite au moins une cavité à l'espace à l'intérieur duquel est situé le collecteur ; - le premier flasque d'extrémité comporte : 4 - un fond tourné vers le collecteur, et - une bordure qui s'étend continûment le long de toute la périphérie extérieure du fond, cette bordure s'étendant également continûment, dans une direction axiale parallèle à l'axe de rotation de l'arbre du rotor et dirigée du premier 5 flasque vers le second flasque, depuis le fond du premier flasque jusqu'à une limite supérieure, la projection orthogonale de cette limite supérieure sur l'axe de rotation de l'arbre étant située au-dessus, dans la direction axiale, de la projection orthogonale d'une limite supérieure du collecteur sur le même axe ; - le premier flasque comporte une ou plusieurs cheminées de vissage aptes 10 chacune à recevoir une vis de fixation du premier flasque sur le stator, chaque cheminée s'étendant continûment, dans la direction axiale, depuis le fond du premier flasque jusqu'à une limite supérieure, la projection orthogonale de cette limite supérieure de la cheminée sur l'axe de rotation de l'arbre étant située au-dessus, dans la direction axiale, de la projection orthogonale de la 15 limite supérieure du collecteur sur le même axe ; - la machine présente un indice de protection supérieur ou égal à l'indice IP54 et est adaptée pour être alimentée par une tension d'alimentation supérieure à 72 Vdc. [0012] L'invention a également pour objet une rondelle pour la réalisation de la 20 machine objet de la présente demande, dans laquelle la rondelle est réalisée en matériau électriquement isolant et apte à être fixée sans aucun degré de liberté sur l'arbre du rotor, cette rondelle : - étant apte à être interposée entre le collecteur et le premier roulement, et - comportant une face avant tournée vers le collecteur lorsqu'elle est fixée sur l'arbre 25 du rotor et des pales faisant sailli sur cette face avant. [0013] Enfin, l'invention a également pour objet un flasque d'extrémité pour la réalisation de la machine objet de la présente demande, dans lequel : - le flasque d'extrémité est réalisé dans un matériau électriquement isolant, et - le flasques d'extrémité comporte : 30 - un premier moyeux, - un fond tourné vers le collecteur lorsque ce flasque d'extrémité est monté dans la machine à courant continu à balais, - une ouverture centrale correspondant à l'emplacement où le premier moyeu débouche à l'intérieur de ce fond, 35 - au moins une cavité d'au moins 0,5 mm de profondeur aménagée dans ce fond et ce ou ces cavités étant réparties autour de l'ouverture centrale de manière à stocker la poussière conductrice générée par le frottement des balais sur le collecteur 5 [0014] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels : - la figure 1 est une illustration schématique en coupe longitudinale d'une machine à 5 courant continu à balais ; - la figure 2 est une illustration schématique, en coupe longitudinale et en perspective, d'une extrémité inférieure de la machine de la figure 1 ; - la figure 3 est une illustration schématique, en perspective, d'une rondelle de la machine de la figure 1 ; 10 - la figure 4 est une illustration schématique, en perspective, d'un flasque d'extrémité de la machine de la figure 1 ; et - la figure 5 est une illustration schématique, en perspective et en coupe longitudinale, du flasque de la figure 4. [0015] Dans ces figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner les 15 mêmes éléments. Dans la suite de cette description, les caractéristiques et fonctions bien connues de l'homme du métier ne sont pas décrites en détail. [0016] Chapitre I : Exemple de modes de réalisation [0017] La figure 1 représente une machine 2 à courant continu à balais. Dans ce mode de réalisation, la machine 2 est une machine à excitation constante utilisée en 20 tant que moteur. La machine 2 est conçue pour être alimentée en haute tension continue. Dans cet exemple, la machine 2 est alimentée avec une tension supérieure ou égale à 110 Vdc ou 220 Vdc. [0018] La machine 2 décrite ici est destinée au domaine ferroviaire. Par exemple, elle est destinée à être installée dans des trains. Pour être utilisable dans le domaine 25 ferroviaire, la machine 2 présente un indice de protection supérieur ou égal à l'indice IP54. La machine 2 est donc étanche vis-à-vis des poussières et des résidus microscopiques. La machine 2 est également étanche vis-à-vis des projections d'eau provenant de toute direction. Par la suite, sauf indication contraire, le terme « étanche » désigne une étanchéité correspondant à un indice de protection 30 supérieur ou égal à l'indice IP54. [0019] Pour atteindre cet indice de protection, les parois de la machine 2 forment une enceinte étanche aux poussières microscopiques et aux projections d'eau. A cet effet, notamment, la machine 2 est dépourvue d'évents à travers lesquels la poussière ou l'eau peut s'infiltrer. De façon réciproque, la poussière conductrice générée par le 35 frottement des balais sur le collecteur ne peut pas traverser cette enceinte et ne peut donc pas être évacuée vers l'extérieur de la machine 2. [0020] Ici, la machine 2 est en plus conçue pour présenter une résistance au claquage sous une tension de 2 000 Vdc. De préférence, cette résistance au claquage doit être conservée même après plus de 100 heures et, de préférence, 40 même après plus de 400 heures de fonctionnement de la machine 2. La résistance 6 au claquage est typiquement mesurée entre les points de la machine 2 entre lesquels la différence de potentiels, lors du fonctionnement de la machine, est maximale. Il s'agit donc en particulier de la résistance au claquage entre le collecteur et les roulements et/ou l'armature de la machine 2. Les principales caractéristiques qui 5 permettent d'atteindre cet objectif de résistance au claquage sont décrites plus loin. [0021] La machine 2 comporte un stator fixe 4 et un rotor 6 mobile monté à rotation autour d'un axe 8. Ici, l'axe 8 s'étend parallèlement à une direction Z. Dans le cas particulier décrit ici, la direction Z est par exemple verticale. Ainsi, par la suite, les termes tels que « supérieur », « inférieur », « au-dessus », « au-dessous » sont 10 définis par rapport à cette direction Z. [0022] Le stator 4 comporte une armature 10 tubulaire et rigide. L'armature 10 est typiquement réalisée dans un matériau métallique comme de l'acier. Sa section transversale est circulaire et centrée sur l'axe 8. Dans cette description, par « section transversale » ou « plan transversal » on désigne une section, respectivement un 15 plan, perpendiculaire à l'axe 8. [0023] Le stator 4 comporte une platine 12 de fixation de la machine 2. Cette platine 12 est fixée sans aucun degré de liberté sur l'extrémité supérieure de l'armature 10. Par exemple, cette platine 12 comporte des trous traversants 14 pour le passage de vis de fixation de la machine 2. La platine 12 est par exemple 20 rectangulaire ou carrée. [0024] Le stator 4 comporte aussi : - deux flasques d'extrémité 18 et 20 obturant chacun, respectivement, les extrémités inférieure et supérieure de l'armature 10, et - des aimants permanents fixés sans aucun degré de liberté sur une face intérieure 25 de l'armature 10 tournée vers l'axe 8. [0025] Les aimants permanents sont par exemple régulièrement répartis le long de la périphérie circulaire intérieure de l'armature 10 et en alternant les polarités de ces aimants permanents. Ces aimants permanents génèrent le champ magnétique fixe nécessaire au fonctionnement de la machine 2. Sur la figure 1, seuls deux aimants 30 permanents 22 et 24 sont représentés. [0026] Les flasques 18 et 20 sont fixés sans aucun degré de liberté sur les extrémités respectives de l'armature 10. Ici, ces flasques 18 et 20 sont entièrement réalisés dans un matériau isolant. Par la suite, par « matériau isolant » ou « matériau électriquement isolant », on désigne un matériau dont la résistivité électrique à 20°C 35 est supérieure à 1050.m et, de préférence, supérieure à 101°Q.m ou 101612.m. [0027] Ici, le flasque 18 est formé d'un seul bloc en matériau isolant. Le flasque 20 est quant à lui formé d'un seul bloc en matériau isolant ou en matériau conducteur. [0028] Chaque flasque 18, 20 comporte un moyeu central, respectivement, 26 et 28. Des roulements 30, 32 sont logés à l'intérieur, respectivement, des moyeux 26 et 28. 40 Par exemple, ici, les roulements 30 et 32 sont des roulements à billes. 7 [0029] Une plaque circulaire 34 est fixée sans aucun degré de liberté sur le flasque 18 et des balais sont montés sur cette plaque 34. La plaque 34 est réalisée en matériau isolant. Elle s'étend principalement dans un plan transversal. Sur la figure 1 et sur les figures suivantes, seuls deux balais 36 et 38 sont représentés. Chacun de ces balais 5 alimente des enroulements rotoriques correspondant du rotor 6. [0030] Le rotor 6 comporte un arbre 40 de révolution qui s'étend le long de l'axe 8 et qui est centré sur l'axe 8. Les extrémités inférieure et supérieure de l'arbre 40 sont reçues à l'intérieur, respectivement, des roulements 30 et 32. Ainsi, l'arbre 40 est libre de tourner autour de l'axe 8 par rapport aux flasques 18 et 20. La section transversale 10 de l'arbre 40 est typiquement circulaire. [0031] Le rotor 6 comporte également, montés sans aucun degré de liberté sur l'arbre 40,: - des enroulements rotoriques, - un collecteur 42, et 15 - une rondelle déflectrice 44. [0032] Sur la figure 1, seuls deux enroulements rotoriques 46 et 48 sont schématiquement illustrés. Ces enroulements rotoriques sont situés en vis-à-vis des aimants permanents du stator de manière à ce qu'une force de Laplace s'exerce sur les conducteurs électriques de ces enroulements lorsqu'ils sont parcourus par un 20 courant continu. Ce sont ces forces qui entraînent le rotor 6 en rotation autour de l'axe 8. [0033] Le collecteur 42 comporte une multitude de lamelles chacune individuellement raccordée électriquement à une extrémité respective d'un des enroulements rotoriques. Ces lamelles s'étendent principalement dans la direction Z. Pour simplifier 25 la figure 1, seules deux lamelles 50 et 52 sont représentées sur la figure 1. Les lamelles sont typiquement réparties à intervalle régulier sur le pourtour du collecteur 42. Ces lamelles sont mécaniquement isolées les unes des autres par un matériau isolant. Plus précisément, ces lamelles sont agencées sur la périphérie du collecteur 42 et raccordées aux enroulements rotoriques de manière à ce que le sens du 30 courant continu qui circule dans chaque enroulement rotorique s'inverse au moins une fois par tour complet du rotor 6. [0034] Les lamelles sont disposées en vis-à-vis des balais 36, 38 de sorte que ces balais 36 et 38 frottent sur ces lamelles lorsque le rotor 6 tourne. Par la suite, le diamètre de la périphérie extérieure du collecteur 42 sur lequel frottent les balais 36 35 et 38 est noté D42. [0035] La rondelle 44 est interposée entre le collecteur 42 et le roulement 30. Ici, elle a notamment pour fonction d'augmenter la résistance au claquage entre le collecteur 42 et le roulement 30. A cet effet, elle est entièrement réalisée en matériau isolant. Cette rondelle 44 est décrite plus en détail en références à la figure 3. 8 [0036] La figure 2 représente plus en détail la partie inférieure de la machine 2. Les balais 36 et 38 sont par exemple structurellement identiques et seul le balai 36 est décrit plus en détail ici. Le balai 36 comporte un tampon conducteur 51 monté à coulissement à l'intérieur d'un logement rectiligne 53. Le tampon 51 coulisse à 5 l'intérieur du logement 53 le long d'une direction radiale perpendiculaire à l'axe 8. Le tampon 51 est sollicité en permanence contre les lamelles du collecteur 42 par un ressort 54. Le tampon 51 est raccordé à l'alimentation électrique de la machine 2, par exemple, par l'intermédiaire du ressort 54. Pour simplifier les figures, les câbles d'alimentation électriques des balais ne sont pas représentés. Le tampon 51 est 10 réalisé dans un matériau conducteur, c'est-à-dire ici un matériau dont la résistivité électrique à 20°C est inférieure à 10-40.m et, de préférence, inférieure à 10-50.m ou 10-6Q.m. Pour cela, généralement, ce tampon 51 comporte du carbone. Ce sont les frottements du tampon 51 sur les lamelles du collecteur 42 qui produisent la poussière conductrice à l'intérieur de l'enceinte de la machine 2. 15 [0037] Les balais 36 et 38 sont montés sans aucun degré de liberté sur la plaque 34 par soudure ou tout autre moyen approprié. La plaque 34 a ici la forme d'un disque. Ce disque comporte un orifice central 60 centré sur l'axe 8 et traversé par l'arbre 40. Le diamètre de l'orifice 60 est noté par la suite Deo. Le diamètre Deo est ici supérieur au diamètre D42. Par exemple, le diamètre D50 est supérieur ou égal à au-FE, où E est 20 compris entre 2 mm et 5 mm. Par la suite, le diamètre extérieur de la plaque 34 est noté Dm. [0038] La plaque 34 est fixée, par exemple à l'aide de vis ou de tout autre moyen, sur un fond 62 du flasque 18. Le fond 62 est tourné vers le collecteur 42 et s'étend principalement parallèlement à un plan transversal. En son centre, le fond 62 25 comporte une ouverture circulaire 64 qui correspond à l'emplacement où débouche le moyeu 26. Cette ouverture circulaire 64 est donc centrée sur l'axe 8. Le diamètre de l'ouverture 64 est noté par la suite D74. Ici, le diamètre D74 est supérieur au diamètre D60 de l'orifice 60. [0039] Dans ce mode de réalisation, le moyeu 26 est formé de trois sections 30 tubulaires 70, 72 et 74 successives en allant dans la direction Z. La section transversale de chacune de ces sections tubulaires est un cercle centré sur l'axe 8. Le diamètre de la section transversale 74 est égal au diamètre D74 de l'ouverture 64. Le diamètre D72 de la section tubulaire 72 est inférieur au diamètre D74. Le diamètre de la section tubulaire 70, noté D70, est inférieur au diamètre D72. Par conséquent, les 35 sections tubulaires 70 et 72 sont séparées l'une de l'autre par un premier épaulement 76. Les sections tubulaires 72 et 74 sont séparées l'une de l'autre par un second épaulement 78. [0040] La section tubulaire 70 est traversée de part en part seulement par l'arbre 40 et séparée de l'arbre 40 par un jeu supérieur à 1 mm de large. A cet effet, le diamètre 40 D70 est supérieur au diamètre de l'arbre 40. 9 [0041] Le roulement 30 est reçu à l'intérieur de la section tubulaire 72. Plus précisément, le roulement 30 comporte : - une bague extérieure 80 directement en appui mécanique sur la paroi de la section tubulaire 72, 5 - une bague intérieure 82 directement en appui mécanique sur la périphérie de l'extrémité inférieure de l'arbre 40, et - des corps de roulement 84, tels que des billes ou des rouleaux, interposés entre les bagues 80 et 82. [0042] Typiquement, le roulement 30 comporte également une cage, non représentée 10 sur la figure 2, qui maintient un espace constant entre les corps de roulement 84. [0043] Ici, l'épaulement 76 forme une butée sur laquelle seule la bague extérieure 80 vient en appui lorsque le roulement 30 est enfoncé, dans la direction opposée à la direction Z, à l'intérieur de la section tubulaire 72. Sur la figure 2, un jeu axial est représenté entre l'épaulement 76 et la bague extérieure 80. Toutefois, ce jeu n'existe 15 pas lorsque le roulement 30 est complètement enfoncé à l'intérieur de la section tubulaire 72 comme c'est le cas une fois que l'assemblage de la machine 2 est terminé. [0044] La rondelle 44 est seulement reçue à l'intérieur de la section tubulaire 74. La rondelle 44 comporte ici une partie arrière 86 tournée vers le roulement 30. Cette 20 partie 86 est directement et seulement en appui mécanique sur la bague intérieure 82 du roulement 30. Cette partie arrière 86 forme ainsi une butée qui maintient le roulement 30 à l'intérieur de la section tubulaire 72. Par exemple, cette partie arrière 86 a la forme d'un disque plat dont le diamètre est égal ou sensiblement égal à celui de la bague intérieur 82. 25 [0045] Le flasque 18 comporte également une bordure 90 pour augmenter la longueur des lignes de fuite qui pourraient s'étendre entre le potentiel du collecteur 42 et le potentiel de l'armature 10. A cet effet, la bordure 90 fait le tour complet de la plaque 34 et du collecteur 42. La bordure 90 s'étend continûment le long de la périphérie extérieure du fond 62. Dans la direction Z, la bordure 90 s'étend continûment depuis 30 le fond 62 jusqu'à une limite supérieure 92. La limite supérieure 92 est ici un plan transversal. La projection orthogonale de cette limite 92 sur l'axe 8 correspond à un point 94. Le collecteur 42 présente aussi une limite supérieure. Cette limite supérieure est le plan transversal qui contient l'extrémité supérieure des lamelles du collecteur 42. L'extrémité supérieure d'une lamelle est l'extrémité de cette lamelle la 35 plus proche du flasque 20. La projection orthogonale de cette limite supérieure du collecteur 42 sur l'axe 8 correspond à un point 96. La hauteur de la bordure 90 est telle que le point 94 est confondu avec le point 96 ou situé au-dessus, dans la direction Z, du point 96. Ici, le point 94 est situé au-dessus du point 96. Par exemple, l'écart entre les points 94 et 96 est supérieur ou égal à 1 mm ou 3 mm ou 5 mm. 40 Dans ces conditions, la bordure 90 allonge substantiellement les lignes de fuite 10 susceptibles de raccorder électriquement le potentiel du collecteur 42 au potentiel de l'armature 10. La bordure 90 allonge aussi substantiellement la distance dans l'air la plus courte entre le potentiel du collecteur 42 et le potentiel de l'armature 10. [0046] La figure 3 représente plus en détail la rondelle 44. La rondelle 44 comporte : 5 - un trou central 100 traversant de part en part la rondelle 44 et dans lequel est reçu l'arbre 40, et - un disque central 102 présentant une face avant 104 tournée vers le collecteur 42 et une face arrière 106 tournée vers le roulement 30. [0047] Le disque 102 s'étend principalement dans un plan transversal. Le disque 102 10 est entièrement situé à l'intérieur de la section tubulaire 74 du moyeu 26. Son diamètre D102 est proche du diamètre D74 de la section transversale 74. Ainsi, le jeu entre la périphérie extérieure du disque 102 et la périphérie intérieure en vis-à-vis de la section tubulaire 74 est inférieur à 1 mm et, de préférence inférieur à 0,5 mm. Par exemple, le diamètre D102 est compris entre 15 mm et 40 mm et, de préférence, entre 15 20 mm et 30 mm. Le disque 102 forme un écran qui s'oppose au passage de la poussière conductrice en direction du roulement 30. De plus, le disque 102 allonge les lignes de fuite susceptibles d'apparaître entre le potentiel du collecteur 42 et le potentiel du roulement 30. Le disque 102 allonge aussi la distance la plus courte dans l'air entre ces deux potentiels. 20 [0048] La partie arrière 86 est en saillie sur la face arrière 106. Ici, la face arrière 106 est par exemple plane. [0049] La face avant 104 comporte : - une nervure circulaire intérieure 110 centrée sur l'axe 8, - une nervure circulaire extérieure 112 centrée sur l'axe 8, 25 - des pales 114, et - une gorge périphérique 116 centrée sur l'axe 8. [0050] La nervure 110 s'étend continûment sur le pourtour du trou 100 et fait sailli en direction du collecteur 42. La nervure 110 s'étend, dans la direction Z, depuis la face avant 104 jusqu'à une limite supérieure contenue dans un plan transversal. 30 [0051] La nervure 112 entoure complètement la nervure 110 et fait également sailli en direction du collecteur 42. La nervure 112 s'étend, dans la direction Z, depuis la face avant 104 jusqu'à une limite supérieure contenue dans un plan transversal. La hauteur de la nervure 112 est ici inférieure à la hauteur de la nervure 110. Par exemple, la hauteur de la nervure 112 est inférieure d'au moins 0,5 mm ou 1 mm à la 35 hauteur de la nervure 110. Par ailleurs, la hauteur de la nervure 112 est ici telle que sa périphérie extérieure se trouve en vis-à-vis de la périphérie intérieure de l'orifice 60 de la plaque 34 lorsque l'assemblage de la machine 2 est terminé. A cet effet, le diamètre extérieur D112 de la nervure 112 est inférieur au diamètre Dao de l'orifice 60. De préférence, les diamètres D112 et D60 sont tels que le jeu entre la périphérie 40 extérieure de la nervure 112 et la périphérie intérieure en vis-à-vis de l'orifice 60 est 11 inférieur à 1 mm ou à 0,5 mm. Ainsi, la nervure 112 participe aussi à rendre plus difficile le passage de la poussière conductrice vers le roulement 30. [0052] La hauteur de la nervure 112 est par exemple supérieure à 1 mm ou 2 mm et, généralement, inférieure à 8 mm ou 5 mm. 5 [0053] La distance entre les nervures 110 et 112, mesurée le long d'un rayon de la rondelle 44 est de préférence supérieure à D102/3 ou D102/2. [0054] La nervure 112 forme sur la face avant 104 de la rondelle 44 un récipient apte à retenir la poussière conductrice qui tombe sur cette face 104. Plus précisément, la poussière conductrice qui entre en contact avec la face 104 est entraînée par la force 10 centrifuge vers la nervure 112 et plaquée contre cette nervure. La poussière conductrice ainsi stockée sur la face 104 est peu gênante à cet emplacement et ne dégrade pas ou très peu la résistance au claquage de la machine 2. [0055] Les pales 114 font saillies, dans la direction Z, sur la face avant 104. Sur la figure 3, la référence numérique 114 n'a été indiquée que pour quelques-unes de ces 15 pales 114 afin de ne pas surcharger cette figure. Les pales 114 sont configurées pour générer, lorsque la rondelle 44 tourne autour de l'axe 8, un courant d'air qui éloigne la poussière conductrice du roulement 30. A cet effet, les pales 114 sont uniformément réparties autour de l'axe 8. Le nombre de pales 114 est généralement supérieur à trois ou cinq et souvent inférieur à trente ou vingt. Dans ce mode de réalisation, 20 chaque pale 114 s'étend depuis un côté intérieur, proche de l'axe 8 jusqu'à un côté extérieur plus éloigné de l'axe 8. Ici, les côtés intérieur et extérieur de chaque pale 114 sont directement accolés, respectivement, aux nervures 110 et 112. Ainsi, dans ce mode de réalisation, les pales 114 découpent le récipient formé par la nervure 112 en une multitude de compartiments 118. Cela améliore le stockage de la poussière 25 conductrice sur la rondelle 44. [0056] La gorge 116 est située à l'extérieur de la nervure 112 et entoure complètement la nervure 112. La gorge 116 est circulaire. Par exemple, sa profondeur est supérieure à 0,5 mm ou 1 mm. Cette gorge 116 permet d'allonger les lignes de fuite qui pourraient s'établir entre le potentiel du collecteur 42 et le potentiel 30 du roulement 30. Elle améliore donc la résistance au claquage de la machine 2. [0057] Les figures 4 et 5 représentent plus en détail le flasque 18. Sur ces figures, la section tubulaire 70 et l'épaulement 76 ne sont pas représentés. Le fond 62 comporte une nervure 120 qui s'étend continûment sur le pourtour de l'ouverture centrale 64. Cette nervure 120 s'étend continûment, dans la direction Z, depuis le fond 62 jusqu'à 35 une limite supérieure comprise dans un plan transversal. Cette nervure 120 forme avec la bordure 90 une cavité 122 située sous la plaque 34. Cette cavité 122 est apte à stocker la poussière conductrice générée lors du fonctionnement de la machine 2. Le stockage de la poussière conductrice dans la cavité 122 ne dégrade pas ou très peu la résistance au claquage de la machine 2. A cet effet, la profondeur de la cavité 40 122, et donc la hauteur de la nervure 120, est supérieur à 0,5 mm ou 1 mm. 12 [0058] Dans ce mode de réalisation particulier, le fond 62 comporte d'autres nervures 124 qui divisent la cavité 122 en plusieurs compartiments. De façon similaire à ce qui a été indiqué pour les compartiments 118, cela améliore le maintien de la poussière conductrice piégée à l'intérieur de la cavité 122. 5 [0059] Pour que la poussière conductrice puisse atteindre la cavité 122, un passage est aménagé entre la périphérie extérieure de la plaque 34 et la paroi en vis-à-vis de la bordure 90. Par exemple, à cet effet, le diamètre D34 de la plaque 34 est inférieur au diamètre D30 de la bordure 90. Par exemple, les diamètres D34 et D30 sont choisis pour que la largeur de ce passage soit supérieure à 1 mm sur tout le pourtour de la 10 plaque 34. C'est principalement le courant d'air créé par la rondelle 44 et les lignes de champ magnétique à l'intérieur de la machine 2, qui entraîne la poussière conductrice à travers ce passage pour qu'elle rejoigne la cavité 122 et y soit stockée. [0060] Le flasque 18 comporte aussi des cheminées 130 et 132 de vissage destinées chacune à recevoir une vis respective de fixation du flasque 18 sur le stator 4. Ici, ces 15 cheminées 130 et 132 s'étendent continûment depuis le fond 62 jusqu'à la limite supérieure 92. Chaque cheminée entoure complètement la vis de fixation qu'elle est destinée à recevoir. Étant donné que dans ces conditions, la hauteur des cheminées 130, 132 est telle que la projection orthogonale de leurs limites supérieures sur l'axe 8 est au-dessus du point 96, cela améliore la résistance au 20 claquage entre le potentiel du collecteur 42 et le potentiel des vis reçues dans ces cheminées 130 et 132. [0061] Comme visible sur la figure 4, le fond 62 peut également comporter un trou traversant 136 pour le passage des câbles d'alimentation des balais. [0062] Chapitre II : Variantes : 25 [0063] Chapitre 11.1 : Variantes de la rondelle : [0064] En variantes, aucune partie de la rondelle n'est reçue à l'intérieur du moyeu 26. Par exemple, la rondelle est alors entièrement interposée entre la plaque 34 et le fond 62. Dans une autre variante, la totalité de la rondelle 44 est située à l'intérieur de la section tubulaire 74. Dans ce dernier cas, la nervure 112 n'est pas située en vis-à- 30 vis de la périphérie de l'orifice central 60. [0065]Dans un autre mode de réalisation, la rondelle est dépourvue de la partie arrière 86. Dans ce cas, la butée qui maintient le roulement 30 à l'intérieur de la section tubulaire 72 est par exemple réalisée par un usinage sur l'arbre 40. [0066] En variantes, le diamètre de la rondelle est bien plus petit que le diamètre du 35 moyeu 26. Par exemple, le diamètre D102 est inférieur au diamètre D74 - p, où p est supérieur ou égal à 2 mm et, par exemple, supérieur ou égal à 4 mm ou 5 mm. [0067] En variantes, la nervure 112 est omise. Dans ce cas, la poussière conductrice est essentiellement stockée et retenue à l'intérieur de la cavité 122. [0068] Dans une autre variante, c'est la nervure 110 qui est omise. 13 [0069] Au moins l'une des nervures 110 et 112 peut être légèrement inclinée par rapport à la direction Z. Dans ce cas, de préférence, cette nervure est inclinée vers l'axe 8. [0070] De nombreux autres modes de réalisation des pales 114 sont possibles. Par 5 exemple, dans un mode de réalisation particulier, le côté extérieur des pales 114 ne touche pas la nervure 112 et/ou le côté intérieur des pales 114 ne touche pas la nervure 110. [0071] Dans un autre mode de réalisation, les pales 114 ne s'étendent pas le long d'une direction radiale mais s'étendent le long d'une direction légèrement inclinée par 10 rapport à cette direction radiale. [0072] Les pales 114 peuvent aussi, en variantes, être inclinées par rapport à la direction Z. [0073] La gorge 116 peut être omise. [0074] Chapitre 11.2 : Variantes du flasque 18 : 15 [0075] Dans un mode de réalisation simplifié, la bordure 90 est omise. [0076] De façon similaire, les cheminées 130 et 132 peuvent aussi être omises. [0077] Le nombre de cheminées de vissage prévu dans le flasque 18 dépend du nombre de vis utilisées pour fixer ce flasque sur le stator. Ainsi, le nombre de cheminées peut être supérieur ou égal à trois ou au contraire égal à un. 20 [0078] La hauteur des cheminées 130, 132 n'est pas nécessairement égale à la hauteur de la bordure 90. En variante, la hauteur des cheminées 130, 132 est supérieure ou inférieure à la hauteur de la bordure 90. [0079] Les nervures 124 peuvent être omises. Dans un autre mode de réalisation, le fond 62 est plat et la cavité 122 est omise. Dans ce cas, l'augmentation de la 25 résistance au claquage est essentiellement due à la présence des pales 114 sur la rondelle 44. [0080] Chapitre 11.3 : Autres variantes : [0081] La machine à courant continu peut aussi être un moteur à excitation série dans lequel les aimants permanents du stator sont remplacés par des enroulements 30 raccordés en série avec les enroulements rotoriques par l'intermédiaire des balais. [0082] En variantes, les aimants permanents peuvent être remplacés par des bobines. Si ces bobines sont alimentées par un courant continu, alors il s'agit toujours d'une machine à excitation constante. [0083] Les enroulements du stator peuvent aussi être raccordés en parallèle des 35 enroulements rotoriques. Dans ce cas, il s'agit d'une machine connue sous le terme de machine à excitation « shunt ». [0084] Les différents types de machine ci-dessus peuvent être combinés entre eux pour obtenir une machine à excitation composée ou « compound » en anglais. 14 [0085] Ce qui a été décrit ici s'applique aussi bien à une machine fonctionnant comme un moteur que comme un générateur qui convertit de l'énergie mécanique en électricité. [0086] Dans un autre mode de réalisation, le rotor 6 prend la forme d'un disque. Dans 5 ce cas, le champ magnétique induit par le stator est principalement parallèle à l'axe 8 et non pas perpendiculaire à cet axe comme dans les modes de réalisation précédemment décrits. [0087] En variante, la platine 12 est omise. Dans ce cas, l'arbre 40 du rotor peut déboucher du côté du flasque 20 au lieu de déboucher du côté du flasque 18. Dans 10 une autre variante, le rotor 40 débouche des deux côtés opposés de la machine. [0088] Les différents modes de réalisations et variantes décrits ici peuvent être combinés entre eux. [0089] Chapitre III : Avantages des modes de réalisation décrits : [0090] Les pales 114 tournées vers le collecteur 42 crée, lorsque le rotor 6 tourne, un 15 courant d'air qui éloigne la poussière conductrice du roulement 30. Il a été observé que grâce à la présence de la rondelle 44 équipée de pales 114 entre le collecteur 42 et le roulement 30, la résistance au claquage de la machine à courant continu à balais est substantiellement améliorée. De plus, cette solution pour améliorer la résistance au claquage est applicable aux machines à courant continu à balais 20 alimentées en haute tension et aux machines à courant continu à balais étanches. [0091] La présence de la nervure 112 permet de retenir une partie de la poussière conductrice à un emplacement où celle-ci ne dégrade pas la résistance au claquage de la machine. [0092] Le fait que la nervure 112 soit reçue à l'intérieur de l'orifice central 60 de la 25 plaque 34 et que le jeu entre cette nervure 112 et cet orifice 60 soit inférieur à 1 mm, empêche encore plus efficacement la poussière conductrice d'atteindre le roulement 30. [0093] Le fait que le côté extérieur des pales 114 touche la nervure 112 permet de définir les compartiments 118. Ces compartiments 118 permettent de retenir encore 30 plus efficacement la poussière conductrice stockée sur la face avant 104 de la rondelle 44. [0094] La gorge 116 permet d'augmenter la longueur des lignes de fuite et améliore donc la résistance au claquage de la machine 2. [0095] Le fait que le jeu entre la périphérie extérieure du disque 102 et la périphérie 35 intérieure en vis-à-vis du moyeu 26 soit inférieur à 1 mm de large permet de diminuer encore plus la quantité de poussière conductrice susceptible d'atteindre le roulement 30. Cela permet également d'améliorer l'isolation électrique entre le roulement 30 et le collecteur 42. Enfin, cela permet de diminuer l'encombrement de la machine 2 par rapport au cas où la rondelle 44 ne serait pas reçue, au moins en partie, à l'intérieur 40 du moyeu 26. 15 [0096] Le fait que la partie arrière 86 vienne directement en appui sur la bague intérieure 82 permet à la rondelle 44 de remplir en plus la fonction de butée pour retenir le roulement 30 coincé à l'intérieur du moyeu 26. Ainsi, il n'est pas nécessaire, par exemple, de prévoir une telle butée directement usinée dans l'arbre 40. 5 [0097] La cavité 122 permet de stocker plus de poussière conductrice à un emplacement qui n'est pas gênant pour le fonctionnement de la machine 2. Cela améliore donc la résistance au claquage de cette machine. [0098] Le fait que la cavité 122 soit en plus recouverte par la plaque 34 permet de retenir encore plus efficacement la poussière conductrice stockée à l'intérieur de cette 10 cavité. [0099] La présence de la bordure 90 permet d'augmenter sensiblement la longueur des lignes de fuite susceptibles de raccorder électriquement le potentiel du collecteur 42 au potentiel de l'armature 10. Par conséquent, cela augmente la résistance au claquage de la machine 2. De plus, le fait que cette bordure ne forme 15 qu'un seul bloc de matière avec le fond 62 du flasque 18 simplifie le montage de la machine 2. [00100] Les cheminées 130 et 132 de vissage permettent d'augmenter sensiblement la longueur des lignes de fuite susceptibles de raccorder électriquement le potentiel du collecteur 42 au potentiel des vis reçues à l'intérieur REVENDICATIONS1. Machine à courant continu à balais, cette machine comportant : - un stator (4) équipé : - d'aimants permanents (22, 24) ou d'enroulements statoriques aptes à induire un flux magnétique, - d'un premier et d'un second flasques (18, 20) d'extrémité comportant, respectivement, un premier et un second moyeux (26, 28), au moins le premier flasque étant réalisé dans un matériau électriquement isolant, - de balais (36, 38), - un rotor bobiné (6) équipé : - d'enroulements rotoriques (46, 48), - d'un arbre (40), et - d'un collecteur (42) situé en vis-à-vis des balais du stator et sur lequel les balais frottent pour alimenter les enroulements rotoriques, - un premier et un second roulements (30, 32) dans lesquels sont montées des extrémités respectives de l'arbre, ces premier et second roulements étant reçus à l'intérieur, respectivement, des premier et second moyeux, caractérisé en ce que le rotor comporte également une rondelle (44) en matériau 20 électriquement isolant fixé sans aucun degré de liberté sur l'arbre du rotor, cette rondelle : - étant interposée entre le collecteur (42) et le premier roulement (30), et - comportant une face avant (104) tournée vers le collecteur et des pales (114) faisant sailli sur cette face avant. 25 2. Machine selon la revendication 1, dans laquelle la rondelle (44) comporte également une nervure circulaire extérieure (112) faisant sailli sur sa face avant, la hauteur de cette nervure circulaire extérieure dans une direction parallèle à l'axe (8) de rotation de l'arbre étant supérieure à 1 mm. 30 3. Machine selon la revendication 2, dans laquelle : - le stator comporte une plaque (34), en matériau électriquement isolant, fixée sans aucun degré de liberté sur le premier flasque d'extrémité, cette plaque présentant une face avant tournée vers le collecteur et sur laquelle sont fixés sans aucun degré de 35 liberté les balais (36, 38) et cette plaque comporte un orifice central (60) traversé de part en part par l'arbre du stator, - la nervure circulaire extérieure (112) est reçue à l'intérieur de cet orifice central de la plaque, la périphérie extérieure de la nervure circulaire extérieure étant séparée de la 17 périphérie intérieure en vis-à-vis de l'orifice central par un jeu inférieur à 1 mm de large. 4. Machine selon la revendication 2 ou 3, dans laquelle les pales (114) sont situées 5 entre l'arbre et la nervure circulaire extérieure et chaque pale s'étend en direction de l'arbre depuis un côté extérieur en contact directement avec la nervure circulaire extérieure. 5. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la 10 rondelle comporte au moins une gorge circulaire (116) creusée dans sa face avant et faisant le tour complet de l'arbre, cette gorge étant située entre les pales (114) et la périphérie extérieure de cette face avant. 6. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la 15 rondelle comporte un disque (102) reçu à l'intérieur du premier moyeu, la périphérie extérieure de ce disque étant séparée de la périphérie intérieure en vis-à-vis du premier moyeu (26) par un jeu inférieur à 1 mm de large. 7. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le 20 premier roulement comporte : - une bague intérieure (82) directement en appui mécanique sur l'extrémité de l'arbre, - une bague extérieure (80) directement en appui sur le premier moyeu, et - la rondelle comporte, du côté opposé à sa face avant, une partie arrière (86) qui vient directement en appui mécanique uniquement sur la bague intérieure. 25 8. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le premier flasque d'extrémité comporte : - un fond (62) tourné vers le collecteur, - une ouverture centrale (64) correspondant à l'emplacement où le premier moyeu 30 (26) débouche à l'intérieur de ce fond, et - au moins une cavité (122) d'au moins 0,5 mm de profondeur aménagée dans ce fond et ce ou ces cavités étant réparties autour de l'ouverture centrale de manière à stocker la poussière conductrice générée par le frottement des balais sur le collecteur. 35 9. Machine selon la revendication 8, dans laquelle : - le stator comporte une plaque (34) en matériau électriquement isolant fixée sans aucun degré de liberté sur le fond (62) du premier flasque d'extrémité, cette plaque présentant une face avant tournée vers le collecteur et sur laquelle sont fixés sans 18 aucun degré de liberté les balais (36, 38), et cette plaque recouvrant complètement ladite au moins une cavité (122) aménagée dans le fond du premier flasque d'extrémité, et - le stator comporte également un passage aménagé sur la périphérie extérieure de 5 la plaque (34) et raccordant fluidiquement ladite au moins une cavité (122) à l'espace à l'intérieur duquel est situé le collecteur (42). 10. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le premier flasque d'extrémité comporte : 10 - un fond (62) tourné vers le collecteur, et - une bordure (90) qui s'étend continûment le long de toute la périphérie extérieure du fond, cette bordure s'étendant également continûment, dans une direction axiale parallèle à l'axe de rotation de l'arbre du rotor et dirigée du premier flasque vers le second flasque, depuis le fond (62) du premier flasque jusqu'à une limite supérieure 15 (92), la projection orthogonale de cette limite supérieure sur l'axe de rotation de l'arbre étant située au-dessus, dans la direction axiale, de la projection orthogonale d'une limite supérieure du collecteur sur le même axe. 11. Machine selon la revendication 10, dans laquelle le premier flasque comporte une ou plusieurs cheminées (130, 132) de vissage aptes chacune à recevoir une vis de fixation du premier flasque sur le stator, chaque cheminée s'étendant continûment, dans la direction axiale, depuis le fond (62) du premier flasque jusqu'à une limite supérieure, la projection orthogonale de cette limite supérieure de la cheminée sur l'axe de rotation de l'arbre étant située au-dessus, dans la direction axiale, de la projection orthogonale de la limite supérieure du collecteur sur le même axe. 12. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la machine présente un indice de protection supérieur ou égal à l'indice IP54 et est adaptée pour être alimentée par une tension d'alimentation supérieure à 72 Vdc. 30 13. Rondelle pour la réalisation d'une machine à courant continu à balais conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la rondelle (44) est réalisée en matériau électriquement isolant et apte à être fixée sans aucun degré de liberté sur l'arbre du rotor, caractérisé en ce que cette rondelle : 35 - est apte à être interposée entre le collecteur (42) et le premier roulement (30), et - comporte une face avant (104) tournée vers le collecteur lorsqu'elle est fixée sur l'arbre du rotor et des pales (114) faisant sailli sur cette face avant. 19 14. Flasque d'extrémité pour la réalisation d'une machine à courant continu à balais conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel : - le flasque d'extrémité est réalisé dans un matériau électriquement isolant, et - le flasques (18) d'extrémité comporte : 5 - un premier moyeux (26), - un fond (62) tourné vers le collecteur lorsque ce flasque d'extrémité est monté dans la machine à courant continu à balais, - une ouverture centrale (64) correspondant à l'emplacement où le premier moyeu (26) débouche à l'intérieur de ce fond, 10 caractérisé en ce que le flasque d'extrémité comporte au moins une cavité (122) d'au moins 0,5 mm de profondeur aménagée dans ce fond et ce ou ces cavités étant réparties autour de l'ouverture centrale de manière à stocker la poussière conductrice générée par le frottement des balais sur le collecteur.