Brevet FR3153146A1 — publié le 20250321

La présente invention concerne un capteur de position inductif (1) pour machine électrique tournante comportant une carte (10) de circuit imprimé sur laquelle sont disposés au moins un élément d’émission (11) destiné à émettre un champ magnétique oscillant vers une cible en rotation pour générer un champ magnétique modifié, et au moins un dispositif de réception (12) destiné à détecter le champ magnétique modifié, caractérisé en ce qu’il est configuré pour former au moins une partie du capot (14) d’une machine électrique. Figure 2. Capteur de position inductif intégré dans un capot moteur La présente invention concerne le domaine des capteurs de position. Et plus particulièrement un capteur de position inductif intégré dans un capot de moteur électrique. Les capteurs de position inductifs, dits à courants de Foucault, utilisent un champ magnétique oscillant pour déterminer la position angulaire de la cible tournante qui forme un élément de couplage. Ces capteurs de position sont notamment utilisés dans les moteurs électriques de véhicules électriques ou hybrides comprenant un rotor tournant par rapport à un stator. La position angulaire du rotor est déterminée par rapport au stator. La cible est montée à l’extrémité d’un arbre du rotor pour modifier un champ magnétique oscillant transmis par un émetteur. La cible est centrée par rapport à un axe de rotation du rotor. La cible comprend plusieurs pales qui fournissent un motif de champ magnétique par rapport à l'axe de rotation du rotor. Le capteur de position est monté fixe par rapport au stator, en regard de la cible et de l’extrémité du rotor. Le capteur de position comprend une carte de circuit imprimé dit PCB (« Printed Circuit Board » en anglais) comportant au moins un élément d’émission destiné à émettre un champ magnétique oscillant vers la cible, générant un champ magnétique oscillant modifié à une fréquence donnée. Le circuit imprimé comprend au moins un dispositif de réception destiné à détecter le champ magnétique oscillant modifié et à le transmettre à une unité de traitement du signal prévue sur le circuit imprimé pour en déduire la position angulaire de la cible. Le capteur est fermé par un capot. Habituellement, le capteur de position est positionné et maintenu en position à l’aide de vis sur un capot moteur métallique. L'inconvénient d’un tel assemblage provient du fait qu’il nécessite l’utilisation de plusieurs vis, boitiers plastiques et pièces métalliques assemblées entre eux, ce qui engendre un coût supplémentaire. De plus, l’assemblage de multiples pièces provoque des imprécisions de centrage, et dégrade les performances du capteur de position. La présente invention a donc pour objet de pallier un des inconvénients de ceux de l’art antérieur en proposant un capteur de position intégré dans un capot de moteur électrique. Pour cela la présente invention propose un capteur de position inductif pour machine électrique tournante comportant une carte de circuit imprimé sur laquelle sont disposés au moins un élément d’émission destiné à émettre un champ magnétique oscillant vers une cible en rotation pour générer un champ magnétique modifié, et au moins un dispositif de réception destiné à détecter le champ magnétique modifié, le capteur étant configuré pour former au moins une partie du capot d’une machine électrique. Selon un mode de réalisation de l’invention, le capteur de position est intégré dans un capot de machine électrique. Selon un mode de réalisation de l’invention, le capteur de position inductif comporte un logement pour disposer la carte de circuit imprimé du capteur. Selon un mode de réalisation de l’invention, le logement est fermé par un couvercle, par exemple en plastique. Selon un mode de réalisation de l’invention, le capteur est configuré pour permettre la circulation d’un fluide jusqu’à l’intérieur de la machine électrique. Selon un mode de réalisation de l’invention, le capteur comporte une ouverture pour permettre le passage d’un fluide. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’ouverture se prolonge par un conduit configuré pour déboucher dans un arbre de la machine électrique. Selon un mode de réalisation de l’invention, le capteur comporte un joint d'étanchéité disposé sur le contour du capot sur la face inférieure du capot. Selon un mode de réalisation de l’invention, le capteur comporte une arrivée du fluide au niveau de l’ouverture formée par une d’une pièce en métal ou en plastique assemblée sur le capot sur la face supérieure du capot. L’invention concerne également une machine électrique comportant un capteur selon l’invention. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront plus clairement à la lecture de la description faite, ci-après, en se référant aux figures annexées, données à titre d'exemple et dans lesquelles: - la FIG. 1 est une représentation de la carte électronique du capteur selon l’invention, - la FIG. 2 est une vue en élévation du capteur selon l'invention, vue de dessous, - la FIG. 3 est une vue en élévation du capteur selon l'invention, vue de dessous avec une plaque de fermeture, - la FIG. 4 est une vue en élévation du capteur selon l'invention, vue de dessus. L’invention concerne un capteur de position inductif 1, tel qu’illustré sur les FIG. 1 à FIG. 4 intégré dans un capot de moteur d’une machine électrique. Le capteur de position inductif 1 utilise un champ magnétique pour déterminer la position angulaire d’une cible (non illustrée) tournante qui est utilisée comme élément de couplage. Le capteur de position inductif 1 et la cible sont destinés à être montés dans une machine électrique tournante tel un moteur électrique de véhicule électrique ou hybride comprenant un rotor tournant par rapport à un stator. La position angulaire du rotor est déterminée par rapport au stator. La cible est montée sur une extrémité d’un arbre du rotor pour modifier un champ magnétique émit par un émetteur. Selon un mode de réalisation de l’invention, la cible comprend un axe de rotation qui est aligné avec un axe de rotation du rotor. La cible comprend plusieurs pâles qui fournissent un motif de champ magnétique répétitif et périodique par rapport à l'axe de rotation du rotor. Selon un mode de réalisation de l’invention, le capteur 1 est disposé en vis-à-vis de la cible et du rotor. Il y a donc par ordre de positionnement sur l’arbre, le rotor/stator puis la cible, puis le capteur de position. La cible et le capteur sont disposés parallèlement entre eux et perpendiculairement par rapport à l’axe de l’arbre du rotor. Selon un mode de réalisation de l’invention, le capteur 1 est traversant, c’est-à-dire que l’arbre du rotor traverse le centre du capteur. Selon un mode de réalisation de l’invention, le capteur 1 est non-traversant, c’est-à-dire qu’il est disposé à l’extrémité de l’arbre du rotor. Le capteur de position inductif 1 comprend au moins une carte 10 de circuit imprimé dit PCB (« Printed Circuit Board » en anglais) comportant au moins un éléments d’émission 11 destiné à émettre un champ magnétique oscillant vers la cible, qui renvoie un champ magnétique oscillant modifié à une fréquence donnée. Cette carte 10 de circuit imprimé comprend un dispositif de réception 12 destiné à détecter le champ magnétique oscillant modifié et à le transmettre à une unité de traitement du signal 13 pour mesurer la position angulaire de la cible. Le champ magnétique oscillant modifié génère une force électromotrice à une fréquence donnée dans le dispositif de réception 12. Cette force électromotrice est traitée par l’unité de traitement de signal 13 de sorte à fournir des signaux de sortie permettant la mesure de la position de la cible. Le capteur de position inductif 1 est monté fixe par rapport au stator. L’élément d’émission 11 et le dispositif de réception 12 du capteur de position inductif 1 sont positionnés en regard de la cible. Selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif de réception 12 comprend plusieurs enroulements et présente une section de forme circulaire et plus précisément une forme annulaire. Selon un mode de réalisation de l’invention, le nombre d’enroulements du dispositif de réception 12 est proportionnel au nombre de pales (ou secteurs angulaires) de la cible. Selon un mode de réalisation de l’invention, la cible comprend au moins deux secteurs 21 angulaires, et par exemple 3, 4, 5 ou 6. La carte de circuit imprimé 10, les éléments d’émission 11 et le dispositif de réception 12 sont logés dans au moins un logement 16 et supportés par une base du logement. Ce logement forme le corps 16 du capteur 1. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’unité de traitement du signal 13 est positionnée sur le même substrat que les éléments d’émission et réception ou sur un autre substrat, logé dans le logement 16. Dans le cadre de l’invention, le capteur est configuré pour former au moins une partie du capot 14 du moteur électrique. C'est-à-dire que le capteur 1 est intégré dans le capot 14 du moteur électrique. La capot 14 du moteur et le logement 16 du capteur sont formés en une seule pièce. De cette façon, l’assemblage est optimisé, les tolérances d’assemblage sont réduites et le coût global est réduit. Selon un mode de réalisation de l’invention, le capot 14 est en plastique. Le capteur à ainsi la forme d’un capot 14 standard de moteur électrique, dans lequel le logement 16 du capteur est prévu pour disposer la carte 10 de circuit imprimé du capteur 1. Selon un mode de réalisation de l’invention, le logement 16 est disposé de façon à ce que les éléments d’émission 11 et réception 12 soient en vis-à-vis de la cible. Selon un mode de réalisation de l'invention, le logement 16 est sensiblement au centre du capot 14, et par exemple est au centre du capot 14. Selon un mode de réalisation de l’invention, le logement 16 comporte une ouverture située sur la face inférieure ou supérieure du capot 14. La face inférieure étant celle orientée vers la machine électrique. La face extérieure étant définie par rapport à la face inférieure qui est orientée vers la machine électrique. Selon un mode de réalisation de l’invention, le logement 16 forme une protubérance 167 sur la face, du capot 14, opposée à celle de son ouverture. Selon un mode de réalisation de l’invention, le logement 16 est fermé par un couvercle 17. Selon un mode de réalisation de l’invention, le couvercle 17 est en plastique. Selon un mode de réalisation de l’invention, le capot 14 comporte un joint 161 disposé sur le contour du capot pour permettre d’avoir un logement moteur étanche. Le joint 161 est disposé sur la face inférieure du capot 14. Selon un mode de réalisation de l’invention, le joint 161 est en matériau plastique souple, de type élastomère. Selon un mode de réalisation de l’invention, le capot 14 comporte sur sa face extérieure un système de connexion 162, qui permet la connexion du circuit 10 imprimé avec l'extérieur. Selon un mode de réalisation de l’invention, le capot 14 comporte une ouverture 163 pour permettre le passage d’un fluide. Selon un mode de réalisation de l’invention, le fluide est de l’huile de lubrification de la machine électrique. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’ouverture 163 se prolonge par un conduit 164. Selon un mode de réalisation de l’invention, le conduit 164 traverse le logement 16 et la carte 10 de circuit imprimé. Le conduit 164 est ainsi disposé sur la même face que le logement 16. Selon un mode de réalisation de l’invention, le conduit 164 est configuré pour déboucher dans l’arbre du rotor. L’arbre du rotor comporte ainsi des ouvertures permettant au fluide circulant d’être distribué dans la machine électrique grâce à la force centrifuge qui propulse le fluide contre les parois de l’arbre. Selon un mode de réalisation de l’invention, le conduit 164 est un prolongement du capot 14 ou un pièce supplémentaire, par exemple surmoulée avec le capot. Selon un mode de réalisation de l’invention, le conduit 164 est disposé selon l’axe longitudinal du rotor. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’arrivée du fluide au niveau de l’ouverture 163 est formée par une d’une pièce 166 en métal ou en plastique assemblée sur le capot du type durite. Cette pièce 166 est disposée sur la face du capot opposée à celle où se trouve le logement. Cette pièce permet l'arrivée du fluide qui va circuler ensuite dans le conduit de fluide jusqu'à l'arbre de la machine électrique. Selon un mode de réalisation de l’invention, la capot 14 comporte au moins deux ouvertures 165 sur sa périphérie permettant sa fixation au carter de la machine électrique. Les ouvertures 165 permettent la fixation par exemple par vissage de vis à travers les ouvertures. Le capteur 1 est ainsi configuré pour permettre la circulation d’un fluide jusqu’à l’intérieur de l’arbre du rotor. Le passage du conduit 164 au centre du capteur permet 1 d’avoir une antenne 11, 12 totalement cylindrique, ce qui permet de conserver une bonne précision du signal. L’invention concerne également une machine électrique comportant un capteur 1 tel que décrit précédemment. La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails donnés ci-dessus et permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans s'éloigner du domaine d'application de l'invention. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, et peuvent être modifiés sans toutefois sortir de la portée définie par les revendications. Capteur de position inductif (1) pour machine électrique tournante comportant une carte (10) de circuit imprimé sur laquelle sont disposés au moins un élément d’émission (11) destiné à émettre un champ magnétique oscillant vers une cible en rotation pour générer un champ magnétique modifié, et au moins un dispositif de réception (12) destiné à détecter le champ magnétique modifié, caractérisé en ce qu’il est configuré pour former au moins une partie du capot (14) d’une machine électrique. Capteur de position inductif (1) selon la revendication 1, intégré dans un capot (14) de machine électrique. Capteur de position inductif (1) selon la revendication 1 ou 2, comportant un logement (16) pour disposer la carte (10) de circuit imprimé du capteur. Capteur de position inductif (1) selon une des revendications 1 à 3, dans lequel le logement (16) est fermé par un couvercle (17), par exemple en plastique. Capteur de position inductif (1) selon une des revendications 1 à 4, configuré pour permettre la circulation d’un fluide jusqu’à l’intérieur de la machine électrique. Capteur de position inductif (1) selon une des revendications 1 à 5, comportant une ouverture (163) pour permettre le passage d’un fluide. Capteur de position inductif (1) selon la revendication 6, dans lequel l’ouverture (163) se prolonge par un conduit (164) configuré pour déboucher dans un arbre de la machine électrique. Capteur de position inductif (1) selon une des revendications 1 à 7, comportant un joint (161) d'étanchéité disposé sur le contour du capot (14) disposé sur la face inférieure du capot 14. Capteur de position inductif (1) selon une des revendications 1 à 8, comportant une arrivée (166) du fluide au niveau de l’ouverture (163) formée par une d’une pièce en métal ou en plastique assemblée sur le capot (14) sur la face supérieure du capot 14. Machine électrique comportant un capteur (1) selon une des revendications 1 à 9.