Brevet FR3133955A1 — publié le 20230929

L’invention concerne un ensemble (1) pour machine électrique comprenant : - un carter (20) en matériau conducteur qui est connecté à un potentiel de référence ; - un rotor (10) présentant un axe de rotation (A1) ; - un élément de jonction (100) électriquement conducteur qui est en contact électrique avec le carter et avec une partie électriquement conductrice du rotor. Selon l’invention, l’élément de jonction s’étend le long de l’axe de rotation Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Ensemble pour machine électrique Domaine technique de l'invention La présente invention concerne de manière générale le domaine des machines électriques. Elle concerne plus particulièrement un ensemble pour machine électrique. L’invention trouve une application particulièrement avantageuse dans la réalisation de machines électriques pour moteurs de véhicules automobiles. Etat de la technique Une machine électrique comprend généralement un stator et un rotor agencés dans un carter. Au cours du fonctionnement de la machine électrique, le rotor se charge électriquement à la manière d’un condensateur. Lorsque la charge électrique accumulée est trop importante, le rotor se décharge en générant des arcs électriques par les chemins de plus faible résistance, c’est-à-dire au niveau des roulements à billes ou des engrenages liés mécaniquement à l’arbre de sortie du rotor. Ces arcs électriques produisent de micro-détériorations au niveau des roulements à billes ou des engrenages qui, sur le long terme, augmentent la friction du rotor et dégradent les performances du moteur électrique. Une solution pour contrôler la décharge du rotor est de relier électriquement le carter et l’arbre de sortie du rotor au moyen d’un élément de jonction conducteur. Le carter est quant à lui relié à un potentiel de référence. Le rotor peut ainsi être « mis à la masse ». On connait par exemple du document US2016/010750 un disque annulaire en feutrine conductrice qui est disposé autour de l’arbre de sortie du rotor et qui est en contact avec le carter. La feutrine est cependant un matériau fragile et couteux, ce qui limite sa mise en œuvre industrielle. De plus, la vitesse tangentielle en périphérie de l’arbre de sortie du rotor (qui tourne typiquement à plus de 20 000 tours/minutes) est élevée, ce qui entraine une usure importante de l’élément de jonction. Enfin, l’élément de jonction impose de recourir à un arbre de sortie plus long et donc aussi plus fragile. Présentation de l'invention Dans ce contexte, la présente invention propose un ensemble pour machine électrique comprenant : - un carter en matériau conducteur qui est connecté à un potentiel de référence ; - un rotor présentant un axe de rotation ; - un élément de jonction électriquement conducteur qui est en contact électrique avec le carter et avec une partie électriquement conductrice du rotor, l’élément de jonction s’étendant le long de l’axe de rotation. Ainsi, grâce à l’invention, l’élément de jonction est disposé là où la vitesse tangentielle du rotor est la plus faible. Par exemple, pour un rotor dont l’arbre de sortie mesure typiquement 30 mm de diamètre, disposer l’élément de jonction à environ trois millimètres de l’axe de rotation, au lieu de la périphérie de l’arbre de sortie, permet de réduire de dix fois la vitesse tangentielle dans la zone de contact avec l’élément de jonction. Par conséquent, l’usure de l’élément de jonction est grandement réduite. De plus, il n’est pas nécessaire de prévoir une portion spécifique de longueur de l’arbre de sortie qui soit dédiée au contact avec l’élément de jonction. En d’autres termes, l’ensemble pour machine électrique selon l’invention permet de réduire la longueur de l’arbre de sortie par rapport au rotor de l’art antérieur et ainsi de gagner en compacité et en solidité. D’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du dispositif conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes : - l’élément de jonction est centré sur l’axe de rotation ; - l’élément de jonction est de forme cylindrique, préférentiellement de révolution autour de l’axe de rotation ; - au moins un parmi le rotor et le carter comprend un relief en creux dans lequel l’élément de jonction est en partie inséré ; - ledit relief en creux comprend une portion profonde, une partie de l’élément de jonction étant insérée dans la portion profonde, la portion profonde étant conçue pour s’emboiter, à un jeu près, avec ladite partie ; - ledit relief en creux comprend une portion affleurante débouchant vers l’extérieur dudit au moins un parmi le rotor et le carter, la portion affleurante étant évasée en direction de l’extérieur dudit au moins un parmi le rotor et le carter ; - l’élément de jonction comprend un corps cylindrique de révolution et, du côté du carter, une tête plus large que le diamètre du corps ; - au moins un parmi le rotor et le carter comprend un charbon agencé pour être en contact avec l’élément de jonction ; - ledit charbon délimite ledit relief en creux ; - l’élément de jonction est libre en rotation autour de l’axe de rotation par rapport au rotor et au carter ; - une surface de contact entre l’élément de jonction et au moins un parmi le rotor et le carter est distante de moins de 5 mm, et de préférence de moins de 3 mm, de l’axe de rotation ; - l’ensemble comprend en outre un déflecteur annulaire agencé autour de l’élément de jonction de manière à bloquer au moins en partie le passage de poussières ou de particules. Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. Ensemble (1) pour machine électrique comprenant : - un carter (20) en matériau conducteur qui est connecté à un potentiel de référence ; - un rotor (10) présentant un axe de rotation (A1) ; - un élément de jonction (100) électriquement conducteur qui est en contact électrique avec le carter (20) et avec une partie électriquement conductrice du rotor (10) ; caractérisé en ce que l’élément de jonction (100) s’étend le long de l’axe de rotation (A1). Ensemble (1) selon la revendication 1, dans lequel l’élément de jonction (100) est centré sur l’axe de rotation (A1). Ensemble (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’élément de jonction (100) est de forme cylindrique, préférentiellement de révolution autour de l’axe de rotation (A1). Ensemble (1) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel au moins un parmi le rotor (10) et le carter (20) comprend un relief en creux (30, 40) dans lequel l’élément de jonction (100) est en partie inséré. Ensemble (1) selon la revendication 4, dans lequel ledit relief en creux (30, 40) comprend une portion profonde (32, 42), une partie de l’élément de jonction (100) étant insérée dans la portion profonde (32, 42), la portion profonde (32, 42) étant conçue pour s’emboiter, à un jeu près, avec ladite partie de l’élément de jonction (100). Ensemble (1) selon la revendication 5, dans lequel ledit relief en creux (30, 40) comprend une portion affleurante (31, 41) débouchant vers l’extérieur dudit au moins un parmi le rotor (10) et le carter (20), la portion affleurante (31, 41) étant évasée en direction de l’extérieur dudit au moins un parmi le rotor (10) et le carter (20). Ensemble (1) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel l’élément de jonction (100) comprend un corps (110) cylindrique de révolution et, du côté du carter (20), une tête (140) plus large que le diamètre du corps (110). Ensemble (1) selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel au moins un parmi le rotor (10) et le carter (20) comprend un charbon (15, 25) agencé pour être en contact avec l’élément de jonction (100). Ensemble (1) selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel l’élément de jonction (100) est libre en rotation autour de l’axe de rotation (A1) par rapport au rotor (10) et au carter (20). Ensemble (1) selon l’une des revendications 1 à 9, comprenant en outre un déflecteur (70) annulaire agencé autour de l’élément de jonction (100) de manière à bloquer au moins en partie le passage de poussières ou de particules.