Brevet FR3155660A1 — publié le 20250523

Machine électrique à excitation rotorique La présente invention concerne une machine électrique (ME) équipée au moins: - d’un carter (1), - d’un stator, - d’un rotor bobiné comportant un corps de rotor solidaire d’un arbre tournant (3) autour d’un axe de rotation (X), - d’un roulement (2) monté dans le carter de la machine électrique (ME) et dans lequel une extrémité de l’arbre tournant (3) est montée de manière rotative, l’extrémité de l’arbre tournant (3) comportant au moins une piste électrique (10, 16), - d’un système d’excitation comportant au moins un balai (51, 52) disposé en contact avec la piste électrique (10, 16), la machine électrique (ME) étant caractérisée en ce que la piste électrique (10, 16) comporte une surface de contact avec le balai (51, 52), disposée orthogonalement à l’axe de rotation (X). (Figure 1) Machine électrique à excitation rotorique La présente invention se rapporte aux domaines de la mécanique et de l’électrotechnique et concerne une machine électrique à rotor bobiné utilisant un système d’excitation à base de bagues et de balais, trouvant une application particulière dans les véhicules automobiles. L’utilisation d’un rotor bobiné dans une machine électrique de véhicule électrique ou hybride, permet de se passer d’aimants à base de terres rares. Une telle machine électrique à rotor bobiné utilise généralement un système de bagues conductrices disposées autour d’un arbre tournant du rotor bobiné, et reliées aux bobinages du rotor. Ces bagues conductrices reçoivent un courant électrique d’alimentation par des balais de charbon fixes disposés radialement et qui frottent les bagues conductrices en rotation. Cependant, dans certains groupes motopropulseurs de véhicules comportant une machine électrique de traction ou de propulsion, le rotor de la machine électrique est relié par une extrémité de son arbre tournant à un pignon d’une boîte de vitesses qui génère des efforts de denture pouvant faire entrer l’arbre tournant en résonance, à des vitesses de l’ordre de 5000 tours par minute. Les extrémités de l’arbre tournant peuvent alors, sous l’effet de cette résonance, bouger radialement d’une vingtaine de microns du fait de flexions de l’arbre tournant. Dans ce cas, l’utilisation d’un système classique de bagues et de balais ne convient pas car les balais ne sont plus en contact continu avec les bagues conductrices, ce qui risque de générer des arcs électriques et la détérioration de la machine électrique. Un autre inconvénient des systèmes d’excitation classiques à base de bagues et de balais est la montée en température des bagues conductrices du fait qu’elles sont traversées par un courant fort et que la vitesse différentielle entre les balais et ces bagues conductrices tournantes est importante. La chaleur produite doit être évacuée pour ne pas dégrader ces matériaux et les performances de la machine électrique. Par ailleurs, les balais de charbon génèrent des poussières de charbon qu’il faut éviter de mettre en contact avec les parties actives de la machine électrique. Un joint d’étanchéité est donc généralement agencé entre un système d’excitation du rotor bobiné, comportant les balais de charbon, et un corps du rotor bobiné. Ce joint d’étanchéité frotte sur l’arbre tournant du rotor bobiné ce qui le fait s’échauffer. La chaleur produite par frottement sur le joint d’étanchéité doit également être évacuée pour ne pas que celui-ci ne se dégrade trop rapidement. Habituellement la chaleur produite au niveau des balais de charbon, des bagues conductrices et du joint d’étanchéité, est dissipée par la convection naturelle de l’air en contact thermique d’une part avec ces éléments et d’autre part avec des parties métalliques de la machine électrique, telles qu’un carter métallique pouvant comporter une chemise de refroidissement. Pour que ce refroidissement soit suffisant, la quantité de matière de ces parties métalliques et notamment leurs épaisseurs, doivent être relativement importantes, ce qui rend le rotor bobiné coûteux. Le joint d’étanchéité est par exemple agencé dans une ouverture d’une paroi du carter de la machine électrique, en étant coincé radialement dans l’ouverture entre le carter et une extension axiale d’une bague interne d’un roulement dans lequel est monté en rotation l’arbre tournant. Or le roulement étant relié à une masse électrique par l’intermédiaire de sa bague externe, les poussières de charbon maintenues à distance du corps de rotor par le joint d’étanchéité ne doivent pas toucher la bague interne sur laquelle il frotte, pour ne pas créer de court-circuit. Une distance minimale d’isolement électrique avec les balais de charbon doit donc être respectée, ce qui nécessite un dimensionnement axial conséquent de l’arbre tournant du rotor bobiné. La présente invention vise à remédier au moins en partie aux inconvénients précités en fournissant une machine électrique à rotor bobiné, utilisant un système d’excitation à base de bagues conductrices et de balais, dans lequel les balais sont montés axialement par rapport à un arbre tournant du rotor bobiné. A cette fin, l’invention propose une machine électrique équipée au moins : - d’un carter, - d’un stator, - d’un rotor bobiné comportant un corps de rotor solidaire d’un arbre tournant autour d’un axe de rotation, - d’un roulement monté dans le carter de la machine électrique et dans lequel une extrémité de l’arbre tournant est montée de manière rotative, l’extrémité de l’arbre tournant comportant au moins une piste électrique, - d’un système d’excitation comportant au moins un balai disposé en contact avec la piste électrique, la machine électrique étant caractérisée en ce que la piste électrique comporte une surface de contact avec le balai, disposée orthogonalement à l’axe de rotation. Grâce à l’invention, le balai reste en contact avec la piste électrique, même lorsque celle-ci est soumis à un déplacement radial du fait d’une entrée en résonance de l’arbre tournant. En effet dans ce cas, le déplacement axial des extrémités de l’arbre tournant est bien moindre que leur déplacement radial. L’invention permet de réduire par dix les risques de détérioration de l’arbre dus à ce phénomène de résonance. Il est à noter que dans cette demande de brevet, le terme « axial » fait référence, sauf mention contraire, à une direction parallèle à l’axe de rotation du rotor de la machine électrique. De même, le terme « radial » fait référence, sauf mention contraire, à une direction orthogonale à l’axe de rotation du rotor de la machine électrique, et sécante à cet axe de rotation, tandis que les termes « angulaire » ou « ortho-radial » font référence, sauf mention contraire, à une direction orthogonale à la direction axiale et à une direction radiale, cette direction orthogonale étant en fait tournante autour de l’axe de rotation du rotor. Dans l’invention le balai est monté axialement ou radialement par rapport à l’arbre tournant, mais est en contact avec la surface de contact disposée orthogonalement à l’axe de rotation. Par « orthogonalement » on entend avec une tolérance de quelques pourcents par rapport à une direction orthogonale à l’axe de rotation. Préférentiellement, le système d’excitation comporte deux balais et deux pistes électriques disposées à une même extrémité de l’arbre tournant, mais en variante chacun des balais et chacune des pistes sont disposées à des extrémités différentes de l’arbre tournant. Dans une autre variante, le système d’excitation n’utilise pas, pour l’une des bornes d’alimentation, une bague et un balai, mais par exemple un couplage capacitif. Dans un mode de réalisation de l’invention, la machine électrique comporte deux balais et deux pistes électriques, l’extrémité de l’arbre tournant comporte une première portion d’un premier diamètre, comportant une première surface d’extrémité axiale, et une deuxième portion d’un deuxième diamètre inférieur au premier diamètre, faisant saillie de la première portion et comportant une deuxième surface d’extrémité axiale, une première des pistes électriques étant rapportée sur la première surface d’extrémité axiale et une deuxième des pistes électriques étant rapportée sur la deuxième surface d’extrémité axiale. Ce mode de réalisation permet un moindre encombrement du système d’excitation à l’extrémité de l’arbre tournant. Préférentiellement, les balais sont montés axialement par rapport à l’arbre tournant, chaque surface d’extrémité axiale étant au contact d’un des balais. La surface de contact de la première piste électrique prend par exemple la forme d’un disque troué en son centre, la surface de contact de la deuxième piste électrique prenant alors la forme d’un disque plein. On comprend que la surface de contact de la première piste électrique est disposée sur la première surface d’extrémité axiale et que la surface de contact de la deuxième piste électrique est disposée sur la deuxième surface d’extrémité axiale. Le système d’excitation comporte par exemple des premiers balais en contact avec la première piste électrique, et un unique deuxième balai en contact avec la deuxième piste électrique. Cette réalisation est possible du fait que la première piste électrique est beaucoup plus étendue angulairement que la deuxième piste électrique. Afin de garantir un bon maintien des balais, le système d’excitation est par exemple muni d’un boîtier comportant un premier support proximal au rotor, le premier support comportant une surface annulaire plane en regard de la première piste électrique, cette surface annulaire plane étant trouée par des orifices de passage des premiers balais, le premier support formant au centre de la surface annulaire plane, un puits pour le passage du deuxième balai, le boîtier comportant un deuxième support distal au rotor sur lequel sont fixées des cages métalliques dans lesquelles les premiers et deuxième balais sont montés en translation. Les supports du boîtier du système d’excitation sont de préférence réalisés en matière isolante électriquement. Le premier support du boîtier forme par exemple un socle du boîtier et le deuxième support du boîtier forme par exemple un couvercle apte à s’emboîter dans le socle. Afin d’alimenter en courant les balais, le système d’excitation comporte par exemple d’une part un premier connecteur électrique traversant le deuxième support du boîtier et en contact électrique à l’intérieur du boîtier avec une couronne métallique en contact avec les cages métalliques des premiers balais, et d’autre part un deuxième connecteur électrique traversant le deuxième support du boîtier et en contact électrique à l’intérieur du boîtier avec la cage métallique du deuxième balai. Selon une caractéristique optionnelle et avantageuse de ce mode de réalisation de l’invention, le boîtier loge un dissipateur thermique et des blocs de matière thermiquement conducteurs et électriquement isolants, en contact d’une part avec les cages métalliques des premiers balais et d’autre part avec le dissipateur thermique. Le dissipateur thermique est par exemple un radiateur, comportant des ailettes de refroidissement. Les blocs de matière permettent d’évacuer efficacement la chaleur émise par le courant circulant dans les premiers balais et le frottement des premiers balais vers le dissipateur thermique. Ces blocs de matière sont connus sous le nom de « pad thermique » ou « pâte thermique » dans le domaine de l'électronique. Certaines formulations sont à base de silicones chargés par exemple de graphite, certaines pâtes thermiques sont à base synthétique et garanties sans silicone. Toutes ces pâtes thermiques sont diélectriques. Les blocs de matière sont collés ou déposés sur le dissipateur thermique et aux/ sur les cages métalliques. En variante ils ne sont pas directement au contact des premiers balais et du dissipateur thermique, mais par l’intermédiaire d’autres éléments bons conducteurs thermiques. Selon une autre caractéristique optionnelle et avantageuse de ce mode de réalisation de l’invention, le premier support du boîtier comporte au moins un trou apte à laisser passer des poussières générées par au moins un des balais, le trou étant disposé sous au moins une des surfaces de contact des première ou deuxième pistes électriques avec les premiers balais ou respectivement le deuxième balai. Le premier support du boîtier comporte par exemple un trou sous la surface de contact de la première piste électrique avec les premiers balais, et un trou sous la surface de contact de la deuxième piste électrique avec le deuxième balai, ce dernier trou étant aménagé dans le puits formé par le premier support du boîtier. Par « sous la surface de contact », on entend sous un plan horizontal situé sous cette surface de contact, de sorte à ce que les poussières tombent par gravité dans le trou disposé sous cette surface de contact. Selon une autre caractéristique optionnelle et avantageuse de ce mode de réalisation de l’invention, une paroi du carter sépare le corps du rotor du système d’excitation et comporte une ouverture dans laquelle est fixé un dispositif d’étanchéité en contact avec l’extrémité de l’arbre tournant, le roulement étant fixé dans un lamage de l’ouverture et disposé axialement entre le corps du rotor et le dispositif d’étanchéité, la première piste électrique comportant une partie cylindrique, reliée à la surface de contact de la première piste électrique du côté opposé aux premiers balais, et venant en contact avec le dispositif d’étanchéité. L’ouverture dans laquelle est monté le roulement est par exemple située dans une paroi d’un fond ou d’un couvercle du carter de la machine électrique, ou dans une paroi intermédiaire du carter de la machine électrique. Le dispositif d’étanchéité est par exemple un joint d’étanchéité tel qu’un joint à lèvre en matière élastomère. Celui-ci est par exemple fixé entre la partie cylindrique de la première piste électrique et une bague métallique recouvrant une surface interne du boîtier du système d’excitation en matière isolante, cette surface interne étant également fixée dans l’ouverture de la paroi du carter. En effet un tel dispositif d’étanchéité élastomère doit être pris en tenaille entre deux parties métalliques, préférentiellement isolées de la masse. Grâce à cette disposition du dispositif d’étanchéité, les poussières générées par les balais ne pénètrent pas dans les parties actives de la machine électrique, et ne peuvent générer de court-circuit même lorsque les balais sont proches du dispositif d’étanchéité. En effet celui-ci n’est alors pas disposé au contact d’une partie métallique reliée à la masse, mais au contact du boîtier isolant ou de la première piste électrique elle-même isolée de la masse. De plus, la chaleur générée par le frottement du joint est efficacement évacuée par la répartition de cette chaleur dans la pluralité de premiers balais et par les blocs de matière thermiquement conducteurs au contact thermique de ces premiers balais et du dissipateur thermique. Dans ce mode de réalisation de l’invention, l’extrémité de l’arbre tournant comporte par exemple un embout cylindrique en acier comportant au moins deux rainures axiales dans lesquelles sont emboîtées des branches d’une coiffe électriquement isolante sur laquelle sont disposées les première et deuxième pistes électriques, la coiffe incluant des conducteurs électriques reliés chacun par une de leurs extrémités à la première ou à la deuxième piste électrique, et par l’autre de leurs extrémités aux bobinages du rotor. La coiffe surmoule par exemple les conducteurs électriques. Cette réalisation est simple à mettre en œuvre, notamment elle ne requière pas de passages à creuser à l’intérieur de l’arbre tournant pour le passage des conducteurs électriques. L’invention concerne aussi un véhicule électrique ou hybride comportant la machine électrique selon l’invention. Le véhicule selon l’invention comporte des avantages analogues à ceux de la machine électrique selon l’invention. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels : FIG. 1 représente en coupe axiale une portion d’une machine électrique selon l’invention, dans un mode de réalisation de l’invention, FIG. 2 est une vue en perspective d’un embout cylindrique en acier d’un arbre tournant d’un rotor de la machine électrique de la FIG. 1 , FIG. 3 est une vue en perspective d’une coiffe isolante comportant des conducteurs électriques et des pistes électriques et destinée à être rapportée sur l’embout cylindrique de la FIG. 2 , et FIG. 4 est une vue en perspective d’un système d’excitation monté sur une extrémité de l’arbre tournant de la machine électrique de la FIG. 1 , dans lequel un couvercle du système d’excitation a été ôté. Selon un mode de réalisation de l’invention représenté en FIG. 1 , une machine électrique ME selon l’invention est du type machine électrique à flux radial. Elle comporte un stator (non représenté) et un rotor bobiné, celui-ci comportant un corps de rotor et un arbre tournant 3 auquel il est solidarisé, le rotor bobiné étant monté en rotation autour d’un axe de rotation X. Le stator et le rotor bobiné sont logés dans un carter 1 dont seulement un morceau de paroi est représenté sur la FIG. 1 . Le corps de rotor est par exemple formé d’un empilement de tôles en acier magnétique, fretté sur l’arbre tournant 3, les tôles dessinant des dents autour desquelles sont bobinés des fils électriques pour former des pôles rotoriques. Bien sûr le rotor bobiné peut être de conception différente de celle décrite ici, le corps de rotor pouvant être assemblé sur l’arbre tournant autrement que par frettage, et ne pas comprendre d’empilement de tôles mais un assemblage différent pour former les dents rotoriques. Sur la FIG. 1 n’est montrée en coupe axiale qu’une portion d’extrémité de la machine électrique ME centrée au niveau d’une ouverture dans la paroi du carter 1, dans laquelle est montée une extrémité de l’arbre tournant 3. La paroi du carter 1 est par exemple une paroi de couvercle ou de fond du carter 1, ou une paroi intermédiaire du carter 1, c’est-à-dire solidaire d’une partie fixe de la machine électrique ME. Le carter 1 est par exemple en aluminium. L’arbre tournant 3 comporte un corps en acier, et une coiffe isolante 12 coiffant un embout cylindrique 30 du corps en acier de l’arbre tournant 3. La FIG. 2 montre l’embout cylindrique 30 en acier de l’arbre tournant 3, et la FIG. 3 représente la coiffe isolante 12 conçue pour s’emboîter sur l’embout cylindrique 30. L’embout cylindrique 30 en acier comporte respectivement un premier palier et un deuxième palier à partir d’une portion centrale de plus grand diamètre comportant des rainures pour le frettage de l’empilement de tôles formant le corps de rotor. Deux rainures axiales 18 sont creusées de part et d’autre de ces paliers, c’est-à-dire à 180° l’une de l’autre, de sorte à recevoir chacune une branche isolante 120 de la coiffe isolante 12. Chaque rainure axiale 18 forme une même surface plane dans les deux paliers, sur laquelle peut glisser une des branches isolantes 120. Ces branches isolantes 120 affleurent à la surface du deuxième palier et comportent une extension radiale au niveau du premier palier de sorte à atteindre, à la surface du premier palier, une bague 126 isolante de la coiffe isolante 12, reliant les extrémités des branches isolantes 120 et venant en appui contre l’épaulement formé par le premier palier. La coiffe isolante12 vient en appui contre une surface d’extrémité axiale du deuxième palier de l’embout cylindrique 30 en acier, pour former la portion d’extrémité de l’arbre tournant. Revenant à la FIG. 1 , l’arbre tournant 3 comporte : - l’embout cylindrique 30 en acier muni de branches isolantes 120, - une première portion d’extrémité 122 formée par une première portion cylindrique de la coiffe isolante 12 de laquelle partent les branches isolantes 120 en direction du corps de rotor, cette première portion d’extrémité 122 étant d’un premier diamètre égal à celui du deuxième palier du corps en acier, et - une deuxième portion d’extrémité 124, formée par une deuxième portion cylindrique de la coiffe isolante 12 et faisant saillie de la première portion d’extrémité 122 de l’arbre tournant 3, cette deuxième portion d’extrémité 124 étant d’un deuxième diamètre strictement inférieur au premier diamètre. La coiffe isolante 12 sert de support à une première piste électrique 10 et à une deuxième piste électrique 16, réalisées par exemple en cuivre. La première piste électrique 10 est en forme de coupelle cylindrique trouée en son centre. Plus précisément la première piste électrique 10 comprend une partie cylindrique 101 rapportée sur une surface cylindrique de la première portion 122 d’extrémité de l’arbre tournant 3, et une partie plane 102 rapportée sur une surface d’extrémité axiale de la première portion 122 d’extrémité de l’arbre tournant 3. La deuxième piste électrique 16 se présente sous la forme d’un disque métallique en contact avec une surface d’extrémité axiale de la deuxième portion 124 d’extrémité de l’arbre tournant 3, cette deuxième portion 124 faisant saillie de la première portion 122 d’extrémité de l’arbre tournant 3 au travers du trou central de la coupelle cylindrique formée par la première piste électrique 10. La coiffe isolante 12 permet de connecter les extrémités des bobinages du rotor aux première et deuxième pistes électriques 10, 16 de manière isolée électriquement par rapport au corps en acier de l’arbre tournant 3. Comme visible sur la FIG. 1 , deux extrémités 13 de fils de bobinage sont soudées l’une dans une cosse électrique positive 14 et l’autre dans une cosse électrique négative 15, ces cosses électriques 14, 15 faisant saillie de la bague isolante 126, dans laquelle elles sont reliées à des conducteurs électriques respectivement 37 et 36, surmoulés chacun dans une des branches isolantes 120 de la coiffe isolante 12. Le conducteur électrique 37 est relié par l’une de ses extrémités à la cosse électrique positive 14 et par l’autre de ses extrémités à la deuxième piste électrique 16, qui est donc une borne positive d’alimentation du rotor bobiné. Le conducteur électrique 36 est relié par l’une de ses extrémités à la cosse électrique négative 15 et par l’autre de ses extrémités à la première piste électrique 10, qui est donc une borne négative d’alimentation du rotor bobiné. Les conducteurs électriques 36 et 37 sont par exemple en cuivre et la coiffe isolante 12 par exemple en polyamide. Un roulement 2 à billes est monté dans l’ouverture de la paroi du carter 1, la bague extérieure du roulement 2 étant disposée contre le carter 1 et la bague intérieure du roulement 2 étant disposée contre la portion cylindrique 30 en acier de l’arbre tournant, sur certaines portions angulaires de celui-ci, et contre les deux branches 120 de la coiffe isolante 12, sur les autres portions angulaires de la portion cylindrique 30 en acier. La machine électrique ME comporte également un système d’excitation logé dans un boîtier 25 en matière rigide isolante, celui-ci étant formé d’un socle 4 et d’un couvercle 5. Le socle 4 du boîtier 25 comporte une première paroi cylindrique montée serrée dans l’ouverture de la paroi du carter 1, du côté opposé au corps de rotor par rapport à la paroi du carter 1. Le roulement 2 à billes est disposé axialement entre le corps de rotor et la première paroi cylindrique du socle 4 du boîtier 25. Une bague métallique est solidarisée à la surface interne de la première paroi cylindrique du socle 4, pour recevoir un dispositif d’étanchéité 9. Le dispositif d’étanchéité 9, ici un joint à lèvre, est collé par sa portion cylindrique à la bague métallique, et sa lèvre vient au contact de la partie cylindrique 101 de la première piste électrique 10. Le dispositif d’étanchéité 9 empêche l’huile de refroidissement des parties actives de la machine électrique ME de parvenir plus avant dans le boîtier 25 du système d’excitation du rotor bobiné. Le socle 4 du boîtier 25 comporte également une paroi plane en regard de la partie plane 102 de la première piste électrique 10, cette paroi plane comportant des orifices de passage de premiers balais 51 venant au contact de la partie plane 102 de la première piste électrique 10. Cette paroi plane a une forme globale de couronne et est reliée en son centre à un puits formé par le socle 4 du boîtier 25, au fond duquel est agencé un orifice de passage d’un deuxième balai 52 venant au contact de la deuxième piste électrique 16. Le socle 4 du boîtier 25 a donc une forme globalement complémentaire aux premières et deuxièmes portions 122, 124 d’extrémité de l’arbre tournant 3, cette forme étant réalisée au moins en partie par la première paroi cylindrique du socle 4, la paroi plane du socle 4 et le puits formé par le socle 4. Le socle 4 comporte également une deuxième paroi cylindrique de réception du couvercle 5 du boîtier 25, coaxiale avec la première paroi cylindrique et située à l’opposé de celle-ci par rapport à la paroi plane du socle 4. Cette deuxième paroi cylindrique est ouverte vers l’extérieur du carter 1. On comprend donc que les balais 51, 52, qui sont par exemple des balais de charbon, sont agencés, dans ce mode de réalisation de l’invention, axialement par rapport à un axe de rotation X de l’arbre tournant. Les balais 51, 52 sont montés mobiles en translation chacun dans une cage métallique 7, dans laquelle un ressort de pression 6 monté axialement maintient le contact entre les balais 51, 52 et la piste électrique correspondante 10 ou 16. Les cages métalliques 7 comportent chacune une extrémité axiale de fixation au couvercle 5 du boîtier 25 du système d’excitation, du côté opposé aux surfaces de contact des balais 51, 52 avec les pistes électriques 10, 16. Les extrémités axiales de fixation des cages métalliques 7 sont conductrices et chacune soudée à une extrémité d’une tresse métallique 21 s’étendant à l’intérieur du ressort de pression 6 présent dans la cage métallique 7 correspondante, l’autre extrémité de la tresse métallique 21 étant au contact du balai de charbon correspondant. Cette fixation des cages métalliques 7 au couvercle 5 du boîtier 25 est effectuée par l’intermédiaire de connecteurs électriques 23 et 24. Le premier connecteur électrique 23 traverse le couvercle 5, est solidarisé à celui-ci et forme une première borne d’alimentation du système d’excitation. Ce premier connecteur électrique 23 est lui-même solidaire, par exemple venu de matière, avec une couronne métallique 22 solidarisée aux extrémités axiales de fixation des cages métalliques 7 des premiers balais 51. De façon similaire, le deuxième connecteur électrique 24 traverse le couvercle 5, est solidarisé à celui-ci et forme une deuxième borne d’alimentation du système d’excitation. Ce deuxième connecteur électrique 24 est solidarisé, du côté interne au boîtier 25, à l’extrémité axiale de fixation de la cage métallique 7 du deuxième balai 52, par exemple par une soudure. Le deuxième connecteur électrique 24 prend ici la forme d’un rivet. Le fait que les balais 51, 52 et les connecteurs électriques 23, 24 soient solidaires du couvercle 5 du boîtier 25, facilite grandement le montage du système d’excitation dans la machine électrique ME, et notamment le positionnement des balais 51, 52. Les surfaces de contact des pistes électriques 10, 16 avec les balais respectivement 51, 52 sont respectivement d’une part la surface plane faisant face aux premiers balais 51, de la paroi plane 102 de la première piste électrique 10, et d’autre part la surface plane de la deuxième piste électrique 16 faisant face au deuxième balai 52. Ces surfaces de contact étant orthogonales à l’axe de rotation X du rotor, elles permettent que les premiers balais 51 et le deuxième balai 52 soient toujours en contact avec leurs pistes électriques respectives 10 et 16, malgré un déplacement radial possible de la portion d’extrémité de l’arbre tournant 3 du fait d’une entrée en résonance de l’arbre tournant 3. Par ailleurs, il est à noter que les pistes électriques 10, 16 sont concentriques mais non coplanaires afin de respecter une distance d’isolement électrique minimale entre elles. A titre indicatif, les pistes 10 et 16 sont décalées axialement l’une de l’autre d’environ 9mm (millimètres) dans ce mode de réalisation de l’invention, afin de réduire le risque de pollution et de court-circuit lié aux poussières d’usure des balais 51, 52 de charbon. La deuxième piste électrique 16 est ici de surface sensiblement plus faible que la première piste électrique 10, et de deuxième diamètre de 8,5mm environ. Ceci est lié au fait que la vitesse différentielle de la deuxième piste électrique 16 avec le deuxième balai 52 est plus faible que celle de la première piste électrique 10 avec les premiers balais 51, et au fait que le centre du deuxième balai 52 est toujours théoriquement en contact avec cette première piste électrique 10 de faible surface. Le dimensionnement des pistes électriques 10, 16 est bien sûr lié à l’intensité du courant qui les traverse, qui est dans ce mode de réalisation de 25A (ampères) environ. La première piste électrique 10 est de dimensions plus importantes que la deuxième piste électrique 16 puisque son dimensionnement prend en compte, en plus du courant qui la traverse, la quantité de chaleur à dissiper, cette quantité de chaleur étant plus importante que pour la deuxième piste électrique 16. En effet la première piste électrique 10 est soumise à un frottement des balais plus important du fait de la vitesse différentielle plus importante entre les premiers balais 51 et la première piste électrique 10 qu’entre le deuxième balai 52 et la deuxième piste électrique 16. De plus la première piste électrique 10 doit dissiper également la chaleur due au frottement du dispositif d’étanchéité 9 contre la partie cylindrique 101 de la première piste électrique 10. Ce dispositif d’étanchéité permet notamment d’empêcher l’huile de refroidissement de la machine électrique ME de se mélanger aux poussières d’usure des balais 51, 52, un tel mélange pouvant donner lieu à une pâte conductrice qui pourrait générer des fuites de courant dans le système d’excitation. Dans ce mode de réalisation, comme représenté FIG. 4 , le système d’excitation comporte trois premiers balais 51 angulairement et régulièrement répartis autour de l’axe de rotation X du rotor, afin d’augmenter la conductivité thermique entre la première piste électrique 10 et un dissipateur thermique 11 disposé dans le système d’excitation, et donc de mieux dissiper les calories. Le dissipateur thermique 11 est ici un radiateur solidarisé au socle 4 du boîtier 25. Le radiateur est par exemple en aluminium et comporte une portion cylindrique 110 entourant les premiers balais 51, fixée à la deuxième paroi cylindrique du socle 4 du boîtier 25, et des ailettes de refroidissement 112 positionnées entre les premiers balais 51. Des blocs de matière 8 (visibles FIG. 1 ) thermiquement conducteurs et électriquement isolants, par exemple en silicone, sont collés d’une part aux cages métalliques 7 des premiers balais 51 et d’autre part à la portion cylindrique 110 du dissipateur thermique 11. La colle utilisée est par exemple une colle à base de silicone. La chaleur générée par le frottement du joint à lèvre contre la première piste électrique 10 est ainsi évacuée par l’intermédiaire des premiers balais 51 et des blocs de matière 8, dans le dissipateur thermique 11, lui-même refroidi par la convection naturelle de l’air. Le deuxième balai 52 n’est pas refroidi de façon analogue aux premiers balai 51 dans ce mode de réalisation de l’invention, son besoin de refroidissement étant moindre du fait que la deuxième piste électrique 16 ne subit que le frottement du deuxième balai 52. En variante, il est refroidi autrement que par convection naturelle de l’air, par exemple par l’intermédiaire d’un autre bloc de matière 8 thermiquement conducteur et électriquement isolant en contact d’une part avec la cage métallique 7 du deuxième balai 52 et d’autre part avec le dissipateur thermique 11 ou avec une plaque de refroidissement. Par ailleurs, le boîtier 25 du système d’excitation comporte deux trous 19 situés dans une partie inférieure du socle 4 du boîtier, pour le passage des poussières d’usure des premiers balais 51 et du deuxième balai 52. Un premier des trous 19 est situé sous la surface de contact entre les premiers balais 51 et la première piste électrique 10, dans une portion sensiblement horizontale d’une paroi du socle 4 reliant la première paroi cylindrique du socle 4 à la paroi plane du socle 4 comportant les orifices de passages des premiers balais 51. Un deuxième des trous 19 est situé dans une paroi cylindrique du socle 4 formant le puits de passage du deuxième balai 52, sous la surface de contact entre le deuxième balai 52 et la deuxième piste électrique 16. Enfin, une membrane 20 à osmose inverse est agencée en partie haute du couvercle 5 du boîtier 25, pour éviter la montée en pression de l’air dans le boîtier tout en interdisant le passage de l’eau dans le boîtier. Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention. Notamment les caractéristiques des différentes variantes de réalisation de l’invention envisagées dans cette demande, peuvent être combinées pour réaliser l’invention, dans la mesure où ces variantes ne sont pas incompatibles entre elles. Machine électrique (ME) équipée au moins: - d’un carter (1), - d’un stator, - d’un rotor bobiné comportant un corps de rotor solidaire d’un arbre tournant (3) autour d’un axe de rotation (X), - d’un roulement (2) monté dans le carter de la machine électrique (ME) et dans lequel une extrémité de l’arbre tournant (3) est montée de manière rotative, l’extrémité de l’arbre tournant (3) comportant au moins une piste électrique (10, 16), - d’un système d’excitation comportant au moins un balai (51, 52) disposé en contact avec la piste électrique (10, 16), la machine électrique (ME) étant caractérisée en ce que la piste électrique (10, 16) comporte une surface de contact avec le balai (51, 52), disposée orthogonalement à l’axe de rotation (X). Machine électrique (ME) selon la revendication 1, comportant deux balais et deux pistes électriques, dans laquelle l’extrémité de l’arbre tournant (3) comporte une première portion (122) d’un premier diamètre, comportant une première surface d’extrémité axiale, et une deuxième portion (124) d’un deuxième diamètre inférieur au premier diamètre, faisant saillie de la première portion (122) et comportant une deuxième surface d’extrémité axiale, une première des pistes électriques (10) étant rapportée sur la première surface d’extrémité axiale et une deuxième des pistes électriques (16) étant rapportée sur la deuxième surface d’extrémité axiale. Machine électrique (ME) selon la revendication 2, dans laquelle la surface de contact de la première piste électrique (10) prend la forme d’un disque troué en son centre, la surface de contact de la deuxième piste électrique (16) prenant la forme d’un disque plein. Machine électrique (ME) selon la revendication 3, dans laquelle le système d’excitation comporte des premiers balais (51) en contact avec la première piste électrique (10), et un unique deuxième balai (52) en contact avec la deuxième piste électrique (16). Machine électrique (ME) selon la revendication 4, dans laquelle le système d’excitation est muni d’un boîtier (25) comportant un premier support (4) proximal au rotor, le premier support (4) comportant une surface annulaire plane en regard de la première piste électrique (10), cette surface annulaire plane étant trouée par des orifices de passage des premiers balais (51), le premier support (4) formant au centre de la surface annulaire plane, un puits pour le passage du deuxième balai (52), le boîtier (25) comportant un deuxième support (5) distal au rotor sur lequel sont fixées des cages métalliques (7) dans lesquelles les premiers et deuxième balais (51, 52) sont montés en translation. Machine électrique (ME) selon la revendication 5, dans laquelle le système d’excitation comporte d’une part un premier connecteur électrique (23) traversant le deuxième support (5) du boîtier et en contact électrique à l’intérieur du boîtier (25) avec une couronne métallique (22) en contact avec les cages métalliques (7) des premiers balais (51), et d’autre part un deuxième connecteur électrique (24) traversant le deuxième support (5) du boîtier et en contact électrique à l’intérieur du boîtier (25) avec la cage métallique (7) du deuxième balai (52). Machine électrique (ME) selon la revendication 5 ou 6, dans laquelle le boîtier (25) loge un dissipateur thermique (11) et des blocs de matière (8) thermiquement conducteurs et électriquement isolants, en contact d’une part avec les cages métalliques (7) des premiers balais (51) et d’autre part avec le dissipateur thermique (11). Machine électrique (ME) selon l’une quelconque des revendications 5 à 7, dans laquelle le premier support (4) du boîtier comporte au moins un trou (19) apte à laisser passer des poussières générées par au moins un des balais (51, 52), le trou (19) étant disposé sous au moins une des surfaces de contact des première ou deuxième pistes électriques (51, 52) avec les premiers balais ou respectivement le deuxième balai (51, 52). Machine électrique (ME) selon l’une quelconque des revendications 4 à 8, dans laquelle, une paroi du carter (1) séparant le corps du rotor du système d’excitation et comportant une ouverture dans laquelle est fixé un dispositif d’étanchéité (9) en contact avec l’extrémité de l’arbre tournant (3), le roulement (2) étant fixé dans un lamage de l’ouverture et disposé axialement entre le corps du rotor et le dispositif d’étanchéité (9), la première piste électrique (10) comporte une partie cylindrique (101), reliée à la surface de contact de la première piste électrique (10) du côté opposé aux premiers balais (51), et venant en contact avec le dispositif d’étanchéité (9). Machine électrique (ME) selon l’une quelconque des revendications 2 à 9, dans laquelle l’extrémité de l’arbre tournant (3) comporte un embout cylindrique (30) en acier comportant au moins deux rainures axiales (18) dans lesquelles sont emboîtées des branches (120) d’une coiffe (12) électriquement isolante sur laquelle sont disposées les première et deuxième pistes électriques (10, 16), la coiffe (12) incluant des conducteurs électriques (36, 37) reliés chacun par une de leurs extrémités à la première ou à la deuxième piste électrique (10, 16), et par l’autre de leurs extrémités aux bobinages du rotor.