Brevet FR3146379A1 — publié le 20240906

L’invention concerne une machine électrique (1, 1a, ... 1f), qui comprend un carter (2, 2a, ... 2f), un stator (3) disposé dans le carter (2, 2a, ... 2f) et un rotor (4) disposé de manière à tourner dans le stator (3). La machine électrique (1, 1a, ... 1f) comprend en outre un capteur (7a, 7b) disposé à l’intérieur du carter (2, 2a, ... 2f) et un filtre CEM (8a, 8b), dont l’entrée est reliée électriquement à une sortie du capteur (7a, 7b). Le filtre CEM (8a, 8b) est disposé dans le carter (2, 2a, ... 2f) de la machine électrique (1, 1a, ... 1f). L’invention concerne en outre un véhicule électrique (26) doté de ladite machine électrique (1, 1a, ... 1f). Figure de cet abrégé : Figure 1 Machine électrique avec un capteur et emplacement amélioré pour un filtre CEM relié audit capteur L’invention concerne une machine électrique, qui comprend un carter, un stator disposé à l’intérieur du carter et un rotor disposé de manière à tourner dans le stator. La machine électrique comprend en outre un capteur disposé à l’intérieur du carter et un filtre CEM (filtre de compatibilité électromagnétique), dont l’entrée est reliée électriquement à une sortie du capteur. L’invention concerne également un véhicule électrique avec une transmission comprenant une machine électrique du type ci-dessus, qui est mise en place pour propulser le véhicule électrique. Les machines électriques sont souvent équipées de capteurs chargés de surveiller leur fonctionnement. Dans un environnement difficile en raison de la présence de champs électromagnétiques perturbateurs intenses, le capteur peut être relié à un filtre CEM, ce qui améliore la qualité du signal du capteur avant que le signal ne soit transmis à une commande de niveau supérieur. Habituellement, le filtre CEM est disposé quelque part entre la machine électrique et la commande de niveau supérieur, parfois sur le dessus du carter de la machine électrique. Cependant, les solutions connues présentent un certain nombre de problèmes. La qualité du signal de capteur n’est jamais très satisfaisante, et globalement l’assemblage de la machine électrique elle-même et l’assemblage de la machine électrique sur un véhicule sont tous deux complexes techniquement. En particulier, des processus d’instruction spéciaux sont nécessaires lors de l’assemblage de la machine électrique sur le véhicule selon l’art antérieur. L’invention a donc pour objet de fournir une machine électrique améliorée et un véhicule électrique amélioré. En particulier, elle doit améliorer la qualité du signal de capteur et faciliter l’assemblage de la machine électrique elle-même, ainsi que l’assemblage de la machine électrique sur un véhicule. L’objet de l’invention est résolu par une machine électrique telle que celle présentée dans le paragraphe d’introduction, dans laquelle le filtre CEM (filtre de compatibilité électromagnétique) est disposé dans le carter de la machine électrique. L’objet de l’invention est également résolu par un véhicule électrique doté d’une transmission comprenant une machine électrique du type ci-dessus, qui est mise en place pour propulser le véhicule électrique. En utilisant l’emplacement proposé pour le filtre CEM, qui est plus proche de la source des problèmes de CEM que dans les autres solutions connues, nous avons eu la surprise de constater une meilleure efficacité de fonctionnement du filtre (par rapport à un filtre externe installé en dehors du moteur). La qualité de signal des signaux de capteur est meilleure que dans les solutions de l’art antérieur. De plus, l’utilisation des mesures proposées offre un certain nombre d’avantages supplémentaires par rapport aux solutions de l’art antérieur : - Une excellente mise à la terre du filtre CEM, - Le capteur et le filtre CEM sont tous deux très bien protégés contre les dangers environnementaux (c’est-à-dire les influences chimiques nuisibles, les influences mécaniques, etc.), - Une conception plus compacte de la machine électrique, - Une nomenclature de pièces plus réduite pour la machine électrique, - Un assemblage plus facile pour la machine électrique, - Une meilleure connectivité de la machine électrique. Cela facilite donc la mise en place de la machine électrique dans un véhicule électrique (l’assemblage de la machine électrique dans le véhicule ne nécessite aucun processus d’assemblage ou d’instruction supplémentaire). Globalement, le capteur peut être réalisé sous forme de capteur de température, de capteur de rotation, de capteur de vitesse angulaire, de capteur de vitesse, de capteur d’humidité ou de capteur de vibrations. En particulier, le capteur peut être un capteur électronique. Les mesures proposées concernent par conséquent diverses fonctions de surveillance. Le filtre CEM peut être un filtre passe-bas et/ou un filtre passe-bande conçus pour améliorer la qualité du signal de capteur. Le carter ou une partie de celle-ci peuvent comprendre un compartiment pour le filtre CEM. En particulier, le compartiment peut être fermé par un capot pour mieux protéger le filtre CEM. D’autres modes de réalisation avantageux sont présentés dans les revendications et dans la description, ainsi que sur les figures. Avantageusement, une partie du carter comprend le compartiment destiné au filtre CEM et un palier pour le rotor. Par exemple, le carter de la machine électrique peut comprendre une pièce médiane en forme de tube et un premier flasque de palier et un deuxième flasque de palier montés dessus sur des côtés opposés de la pièce médiane, le premier flasque de palier et le deuxième flasque de palier portant ou supportant chacun un palier pour le rotor, et le filtre CEM étant disposé dans la pièce médiane en forme de tube ou soit dans le premier flasque de palier, soit dans le deuxième flasque de palier (en particulier dans un compartiment prévu pour le filtre CEM). En variante, le carter de la machine électrique peut comprendre une pièce en forme de pot avec un premier palier pour le rotor et un flasque de palier monté dessus sur un côté ouvert de la pièce en forme de pot, le flasque de palier portant ou supportant un deuxième palier pour le rotor, et le filtre CEM étant disposé dans la pièce en forme de pot ou dans le flasque de palier (en particulier dans un compartiment prévu pour le filtre CEM). Au moyen des mesures proposées, la mise à la terre du filtre CEM, et donc sa fonction, peuvent être encore améliorés, en particulier du fait des courants d’égalisation entre le rotor et le stator qui circulent habituellement sur les paliers ou sur des bagues conductrices spéciales disposées dans le flasque de palier. Dans un autre mode de réalisation, la machine électrique peut comprendre une partie du carter, qui est prévue pour être raccordée à un réducteur ou pour recevoir un réducteur, et qui comprend en outre le filtre CEM (en particulier dans un compartiment prévu pour le filtre CEM). Le réducteur peut aussi être considéré comme faisant partie de la machine électrique ou d’un motoréducteur comprenant la machine électrique. Les mesures proposées font que le filtre CEM est situé à une position tout à fait centrale qui améliore encore plus la mise à la terre du filtre CEM et, par voie de conséquence, son fonctionnement. Dans un mode de réalisation avantageux, une pièce, dans laquelle ou sur laquelle le filtre CEM est disposé, comprend une borne d’une ligne de mise à la terre. De cette manière, le filtre CEM est parfaitement relié à la terre. Par exemple, le filtre CEM peut être disposé dans un capot ou sur un capot, le capot comprenant une borne pour une mise à la terre. Le capot est donc une pièce multifonction qui remplit des fonctions mécaniques et électriques importantes. L’invention est à présent décrite plus en détail dans ce qui suit par référence à des modes de réalisation particuliers, auxquels l’invention n’est cependant pas limitée. La est une coupe transversale d’un premier exemple d’une machine électrique ; La est une coupe transversale d’un deuxième exemple d’une machine électrique avec un carter dotée d’une pièce médiane en forme de tube et de deux flasques de palier ; La est similaire à la , mais le filtre CEM est disposé dans la pièce médiane en forme de tube ; La est une coupe transversale d’un exemple de machine électrique avec un carter dotée d’une pièce en forme de pot et d’un flasque de palier raccordé à celle-ci ; La est similaire à la , mais le filtre CEM est disposé dans la pièce en forme de pot ; La est une coupe transversale d’une machine électrique à laquelle un réducteur est raccordé ; La est une coupe oblique d’une partie d’une machine électrique plus détaillée ; La est une vue en oblique depuis la gauche des parties de l’agencement de la ; La est une vue en oblique depuis la droite des parties de l’agencement de la et La est une vue schématique d’un véhicule électrique. Globalement, les pièces identiques ou similaires sont désignées par des dénominations et des signes de référence identiques ou similaires. Les caractéristiques présentées dans la description s’appliquent aux pièces ayant des dénominations identiques ou similaires, respectivement des signes de référence identiques ou similaires. Les indications d’orientation et de position relative sont liées à la figure associée. La est une coupe transversale d’un premier exemple d’une machine électrique 1a. La machine électrique 1a comprend un carter 2 avec un stator 3 disposé dans le carter 2, un rotor 4 avec un arbre de rotor 5, le rotor 4 étant disposé de manière à tourner dans le stator 3 autour d’un axe de rotor A au moyen des paliers 6a, 6b, par exemple un premier palier 6a et un deuxième palier 6b. La machine électrique 1a comprend en outre un capteur 7a et un filtre CEM 8a, tous deux disposés également à l’intérieur du carter 2. L’entrée du filtre CEM 8a est reliée électriquement à une sortie du capteur 7a. Le capteur 7a peut être réalisé sous forme de capteur de température, de capteur de rotation, de capteur de vitesse angulaire, de capteur de vitesse, de capteur d’humidité ou de capteur de vibrations. En particulier, le capteur 7a peut être un capteur électronique. Le filtre CEM 8a peut être un filtre passe-bas et/ou un filtre passe-bande. La est une coupe transversale d’un deuxième exemple d’une machine électrique 1b, qui est similaire à la machine électrique 1a représentée à la . Le carter 2a de la machine électrique 1b comprend au contraire une pièce médiane en forme de tube 9a et deux flasques de palier 10a et 10b, par exemple un premier flasque de palier 10a et un deuxième flasque de palier 10b, montés dessus sur des côtés opposés de la pièce médiane 9a. Les premiers flasques de palier 10a et le deuxième flasque de palier 10b portent ou supportent chacun l’un ou l’autre du premier palier 6a et du deuxième palier 6b prévus pour le rotor 4. Dans cet exemple, le filtre CEM 8a est disposé dans le deuxième flasque de palier 10b, en particulier dans un compartiment C disposé dans le deuxième flasque de palier 10b. Le deuxième flasque de palier 10b comprend donc à la fois le compartiment C du filtre CEM 8a et un deuxième palier 6b prévu pour le rotor 4. De plus, la machine électrique 1b comprend un capot 11a, qui ferme le compartiment C et qui protège le filtre CEM 8a des conditions environnementales défavorables. Enfin, une borne 13a d’une ligne de mise à la terre 12 est disposée sur le deuxième flasque de palier 10b. Le deuxième flasque de palier 10b reçoit donc le filtre CEM 8a et comprend la borne 13a de la ligne de mise à la terre 12. Par conséquent, la mise à la terre du filtre CEM 8a peut être assurée d’une excellente façon pour ce qui est de l’aspect électrique. La est une coupe transversale d’un troisième exemple d’une machine électrique 1c, qui est similaire à la machine électrique 1b représentée à la . Le compartiment C, au contraire, n’est pas situé dans le deuxième flasque de palier 10b', mais dans la pièce médiane en forme de tube 9b. Là encore, la partie du carter 2b dans laquelle le filtre CEM 8a est disposé comprend aussi la borne 13a de la ligne de mise à la terre 12. La est une coupe transversale d’un autre exemple d’une machine électrique 1d, qui est similaire à la machine électrique 1b représentée à la . Cependant, le carter 2c comprend une pièce en forme de pot 14a avec le premier palier 6a prévu pour le rotor 4 et un deuxième flasque de palier 10b monté dessus sur un côté ouvert de la pièce en forme de pot 14a. Comme sur la , le deuxième flasque de palier 10b porte ou supporte le deuxième palier 6b prévu pour le rotor 4 et comprend le compartiment C du filtre CEM 8a, ainsi que la borne 13a de la ligne de mise à la terre 12. La est une coupe transversale d’un exemple d’une machine électrique 1e, qui est similaire à la machine électrique 1d représentée à la . Au contraire, le carter 2d comprend une pièce en forme de pot 14b avec le premier palier 6a prévu pour le rotor 4 et un premier flasque de palier 10a monté dessus sur un côté ouvert de la pièce en forme de pot 14b. La partie en forme de pot 14b porte ou supporte le premier palier 6a et comprend le compartiment C du filtre CEM 8a, ainsi que la borne 13a de la ligne de mise à la terre 12. La montre à présent une coupe transversale d’un exemple d’agencement d’une machine électrique 1f et d’un réducteur 15, la machine électrique 1f étant ici aussi similaire à la machine électrique 1b de la . Le deuxième flasque de palier 10b'' a, quant à lui, une forme différente, et il est disposé de manière à se raccorder au réducteur 15. En fait, le deuxième flasque de palier 10b'', associé au logement de réducteur 16, reçoit les pièces tournantes du réducteur 15. Dans le détail, le réducteur 15 comprend un premier pignon 17, qui est monté sur l’arbre de rotor 5 et s’engage avec une première roue d’engrenage 18. Un deuxième pignon 19 est raccordé à la première roue d’engrenage 18 au moyen d’un arbre intermédiaire et s’engage avec une deuxième roue d’engrenage 20, qui est montée sur un arbre de sortie de réducteur 21 (noter que la est schématique et ne montre pas explicitement les paliers de l’arbre intermédiaire). Une rotation de l’arbre de rotor 5 est transmise à l’arbre de sortie de réducteur 21 par l’intermédiaire du premier pignon 17, de la première roue d’engrenage 18, du deuxième pignon 19 et de la deuxième roue d’engrenage 20, de la manière connue. Là encore, la partie du carter 2e, dans laquelle le filtre CEM 8a est disposé (ici le deuxième flasque de palier 10b''), comprend également la borne 13a de la ligne de mise à la terre 12. La représente à présent une coupe oblique d’une partie d’une machine électrique plus détaillée. Concrètement, la montre un carter 2f, un stator 3 disposé dedans, un capteur 7b ayant une forme de bague dans cet exemple, un filtre CEM 8b, un capot 11d, une borne de terre 13b d’une ligne de mise à la terre 12 et une prise principale 22. Les Figures 8 et 9 montrent l’agencement, comprenant le stator 3, le capteur 7b, le filtre CEM 8b, le capot 11d, la borne de terre 13b et la prise principale 22 de la sur des vues en oblique plus détaillées, la étant une vue depuis le côté gauche et la depuis le côté droit. De plus, les Figures 8 et 9 montrent un câble de moteur 23, un câble de capteur 24 et un câble de prise principale 25. Le câble de moteur 23 se branche sur le stator 3 et en forme les bornes. Le câble de capteur 24 relie le capteur 7b et le filtre CEM 8b, et le câble de prise principale 25 relie le filtre CEM 8b et la prise principale 22. Les Figures 8 et 9 montrent donc aussi très clairement que le stator 3 et le câble de moteur 23 forment un premier système électrique et que le capteur 7b, le câble de capteur 24, le filtre CEM 8b, le câble de prise principale 25 et la prise principale 22 forment un deuxième système électrique, différent du premier, lesquels ne sont pas interconnectés électriquement. Ici le capot 11d, sur lequel le filtre CEM 8b est monté, comprend également la borne 13b de la ligne de mise à la terre 12 qui assure une bonne mise à la terre du filtre CEM 8b pour ce qui est de l’aspect électrique. La , enfin, montre un véhicule électrique 26, qui comprend une machine électrique 1 telle que décrite ci-dessus, qui est raccordée à un réducteur 15. Le réducteur 15 est couplé mécaniquement aux roues 28 du véhicule électrique 26 au moyen d’arbres latéraux 26. Le moteur électrique 1 peut être mis en place pour alimenter le véhicule électrique 26 de manière permanente, dans le cas d’une voiture entièrement électrique, ou de manière intermittente, par exemple combiné à un moteur à combustion, dans le cas d’une voiture hybride. Il est à noter que la ne doit pas être considérée comme une limitation de la portée de l’invention, et que d’autres modes de réalisation de véhicules électriques 26 sont également possibles. Par exemple, le véhicule électrique 26 peut comporter plus d’une machine électrique 1, plus d’un axe moteur, et comporter également des machines électriques 1 auxquelles aucun réducteur 15 n’est couplé. Il est à noter en outre que l’invention ne se limite pas aux modes de réalisation présentés dans ce qui précède, et que des combinaisons des différentes variantes sont possibles. Dans la réalité, la machine électrique 1, 1a, .., 1f, le réducteur 15 et le véhicule électrique 26 peuvent avoir plus de pièces ou moins de pièces que ce qui est représenté sur les figures. La description peut comprendre en outre un sujet concernant d’autres inventions indépendantes. Il convient également de noter que le terme « comprenant » n’exclut pas la présence d’autres éléments et que l’utilisation des articles « un » et « une » n’exclut pas les pluralités. Les éléments décrits en association avec différents modes de réalisation peuvent également être combinés. Il convient également de noter que les signes de référence figurant dans les revendications ne doivent pas être considérés comme une limitation de la portée des revendications. Machine électrique (1, 1a, ... 1f), comprenant  un carter (2, 2a, ... 2f),  un stator (3) disposé à l’intérieur du carter (2, 2a, ... 2f),  un rotor (4) disposé de manière à tourner dans le stator (3),  un capteur (7a, 7b) disposé à l’intérieur du carter (2, 2a, ... 2f),  un filtre CEM (8a, 8b), dont l’entrée est reliée électriquement à une sortie du capteur (7a, 7b), caractérisée en ce que  le filtre CEM (8a, 8b) est disposé dans le carter (2, 2a, ... 2f) de la machine électrique (1, 1a, ... 1f). Machine électrique (1, 1a, ... 1f) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le capteur (7a, 7b) est réalisé sous forme de capteur de température, de capteur de rotation, de capteur de vitesse angulaire, de capteur de vitesse, de capteur d’humidité ou de capteur de vibrations. Machine électrique (1, 1a, ... 1f) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le filtre CEM (8a, 8b) est un filtre passe-bas et/ou un filtre passe-bande. Machine électrique (1, 1a, ... 1f) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le carter (2, 2a, ... 2f) ou une partie de celle-ci comprend un compartiment (C) pour le filtre CEM (8a, 8b). Machine électrique (1, 1a, ... 1f) selon la revendication 4, caractérisée en ce qu’une partie du carter (1, 1a, ... 1f) comprend le compartiment (C) du filtre CEM (8a, 8b) et un palier (6a, 6b) pour le rotor (4). Machine électrique (1, 1a, ... 1f) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que  le carter (2a, 2b, 2e) de la machine électrique (1, 1a, ... 1f) comprend une pièce médiane en forme de tube (9a, 9b) et un premier flasque de palier (10a) et un deuxième flasque de palier (10b ... 10b'') montés dessus sur des côtés opposés de la pièce médiane (9a, 9b), le premier flasque de palier (10a) et le deuxième flasque de palier (10b ... 10b'') portant ou supportant chacun un palier (6a, 6b) pour le rotor (4), et le filtre CEM (8a, 8b) étant disposé dans la pièce médiane en forme de tube (9a, 9b) ou soit dans le premier flasque de palier (10a), soit dans le deuxième flasque de palier (10b..10b''), ou  le carter (2c, 2d) de la machine électrique (1, 1a, ... 1f) comprend une pièce en forme de pot (14a, 14b) avec un premier palier (6a, 6b) pour le rotor (4) et un flasque de palier (10a, 10b) monté dessus sur un côté ouvert de la pièce en forme de pot (14a, 14b), le flasque de palier (10a, 10b) portant ou supportant un deuxième palier (6a, 6b) pour le rotor (4), et le filtre CEM (8a, 8b) étant disposé dans la pièce en forme de pot (14a, 14b) ou dans le flasque de palier (10a, 10b). Machine électrique (1, 1a, ... 1f) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu’une partie du carter (2e), qui est prévue pour être raccordée à un réducteur (15) ou pour recevoir un réducteur (15), comprend de plus le filtre CEM (8a, 8b). Machine électrique (1, 1a, ... 1f) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu’un réducteur (15) et une partie du carter (2e), qui est prévue pour recevoir le réducteur (15), comprend de plus le filtre CEM (8a, 8b). Machine électrique (1, 1a, ... 1f) selon l’une quelconque des revendications 4 à 8 en combinaison avec la revendication 4, caractérisée en ce que le compartiment (C) est fermé par un capot (11a ... 11d). Machine électrique (1, 1a, ... 1f) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu’une partie, dans laquelle ou sur laquelle le filtre CEM (8a, 8b) est disposé, comprend une borne (13a, 13b) pour une ligne de mise à la terre (12). Machine électrique (1, 1a, ... 1f) selon l’une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisée en ce que le filtre CEM (8a, 8b) est disposé dans le capot (11a ... 11d) ou sur celui-ci, et en ce que le capot (11a ... 11d) comprend une borne (13a, 13b) pour une ligne de mise à la terre (12). Véhicule (26) doté d’une transmission comprenant une machine électrique (1, 1a, ... 1f) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, qui est fournie pour propulser le véhicule (26).