INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La est une vue schématique en perspective de la vis sans fin, et de l’actionneur de mouvement selon un mode de réalisation particulier de l’invention.
La est une vue schématique en perspective de l’organe anti-rotation selon un mode de réalisation particulier de l’invention.
La est une vue schématique en coupe du dispositif de transfert selon un mode de réalisation particulier de l’invention présentant le système de fixation.
Comme cela est représenté sur les figures 1 à 4, l’invention concerne un dispositif de transfert 1 adapté pour transférer une matière solide sous forme pulvérulente, particulaire ou granulaire. Par exemple, la matière solide peut être un produit agroalimentaire, ou biologique, ou cosmétique, ou pharmaceutique.
En référence à la , le dispositif de transfert 1 comprend un tube de transfert 30 s’étendant le long d’un axe de transfert et comprenant deux extrémités opposées délimitant respectivement une entrée 32 permettant à la matière solide d’entrer dans le tube de transfert 30 et une sortie 33 permettant à la matière solide de sortir hors du tube de transfert 30.
Le dispositif de transfert 1 comprend par ailleurs au moins une vis sans fin 50 à un moins un filet 51 disposée à l’intérieur du tube de transfert 30, et au moins un organe anti-rotation 70 positionné de manière amovible dans le tube de transfert 30 à un emplacement intermédiaire radialement positionné entre une face interne du tube de transfert 30 et le sommet dudit filet 51 de ladite au moins une vis sans fin 50.
Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, le tube de transfert 30 comprend une paroi latérale 31 ayant une forme globalement cylindrique, qui définit intérieurement un volume de transfert dans lequel la matière solide est intégralement contenue lors de son transfert depuis l’entrée 32 vers la sortie 33 du tube de transfert 30. Selon ce mode de réalisation, l’au moins un organe anti-rotation 70 et la vis sans fin 50 sont contenus dans le volume de transfert. La paroi latérale 31 peut en outre comprendre une ouverture d’admission 34 ménagée à travers ladite paroi latérale 31, et possiblement positionnée proche d’une première extrémité du tube de transfert. L’ouverture d’admission 34 est par exemple disposée au niveau de l’entrée 32 et configurée pour permettre d’introduire la matière solide vers l’intérieur du tube de transfert 30 à partir de l’extérieur du tube de transfert 30. Le tube de transfert 30 peut également comprendre une ouverture d’évacuation 35 ménagée à travers la paroi latérale 31 et disposée au niveau de la sortie 33. L’ouverture d’évacuation 35 peut être configurée pour permettre à la matière solide ayant été transférée le long du tube de transfert 30 de passer de l’intérieur vers l’extérieur du tube de transfert 30. Afin de maximiser la distance séparant l’ouverture d’admission 34, et l’ouverture d’évacuation 35, il peut être prévu que l’ouverture d’évacuation 35 soit positionnée à une extrémité opposée du tube de transfert 30 par rapport à l’ouverture d’admission 34.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION L’invention concerne un convertisseur de puissance, notamment configuré pour être intégré à un véhicule automobile électrique ou hybride sans que cette application ne soit limitative de la présente invention. L’invention sera décrite ci-après dans le contexte d’un onduleur mais peut s’appliquer à tout convertisseur de puissance, en particulier un convertisseur continu-continu ou encore un chargeur électrique, notamment un chargeur électrique embarqué, également désigné OBC (pour « On-Board Charger » en anglais).
En référence à la , le convertisseur de puissance 1 selon l’invention comprend une pluralité de bras 11 configurés pour être connectés d’une part à une source de tension 3 et d’autre part à une charge 2. Dans le contexte de l’onduleur, la source de tension 3 correspond notamment à la batterie d’alimentation haute tension et la charge 2 à une machine électrique entrainant les roues du véhicule. De plus, dans le cas d’une machine électrique triphasée, la pluralité de bras 11 comprend de préférence trois bras.
Chacun de la pluralité de bras présente avantageusement une structure de demi-pont en H, le demi-pont en H étant un circuit permettant de contrôler la polarité aux bornes de la charge 2, la charge 2 étant par exemple une machine électrique. Comme cela est connu, un demi-pont en H comprend une branche haute et une branche basse. Une branche haute d’un demi-pont en H relie une borne de la charge 2 à une borne haute du pont en H, via un élément de commutation haut Q1 ; la borne haute du pont en H étant connectée à une borne haute de la source de tension 3. Réciproquement, une branche basse d’un demi-pont en H relie une borne de la charge 2 à une borne basse du pont en H, via un élément de commutation bas Q2 ; la borne basse du pont en H étant connectée à une borne basse de la source de tension 3 qui forme notamment une masse GND. Le pont en H est notamment alimenté par une tension entre la masse GND et la borne haute du pont en H délivrée par la source de tension 3 pour alimenter la charge 2en sortie.
Ainsi, chacun de la pluralité de bras 11 présente un élément de commutation haut Q1 et un élément de commutation bas Q2, les éléments de commutation bas Q2 étant connectés à la masse GND.
En outre, il est connu de réaliser une unité électronique de contrôle afin de contrôler les éléments de commutation hauts Q1 et bas Q2, les éléments de commutation étant typiquement commandés par un générateur de largeur d’impulsion. L’unité électronique de contrôle comprend notamment des dispositifs de commande de grille GD associés chacun à un élément de commutation haut Q1 ou bas Q2 comme illustré par exemple sur la . Chaque dispositif de commande de grille GD fournit une tension de grille permettant de commander en ouverture ou en fermeture un élément de commutation.
De plus, comme illustré notamment sur les figures 2 et 3, le convertisseur de puissance 1 selon un exemple de l’invention comprend une alimentation électrique commune PSU_L pour les dispositifs de commande de grille GD associés aux éléments de commutation bas Q2. Le convertisseur de puissance 1 comprend en outre un module de découplage 12, les éléments de commutation bas Q2 étant connectés à l’alimentation électrique commune PSU_L par l’intermédiaire du module de découplage 12. Autrement dit, la source d’alimentation en énergie électrique est unique pour les dispositifs de commande GD du « low side », autrement dit pour l’ensemble des éléments de commutation bas Q2. Ainsi, l’alimentation électrique commune PSU_L alimente notamment les dispositifs de commande de grille GD associés aux éléments de commutation bas Q2. Le module de découplage 12 permet avantageusement de découpler entre eux les émetteurs des éléments de commutation bas Q2.
L’utilisation d’une unité d’alimentation électrique commune PSU_L pour les éléments de commutation bas Q2 permet avantageusement de réduire la quantité totale d’unités d’alimentation électrique et ainsi d’améliorer la compacité du convertisseur de puissance par rapport à un convertisseur de puissance conventionnel présentant une unité d’alimentation électrique indépendante par élément de commutation.
Or, le convertisseur de tension peut présenter des inductances parasites Lp entre les émetteurs des éléments de commutation bas Q2 et la masse GND, comme représenté par exemple sur la . En particulier, pour des applications haute tension, ces inductances parasites peuvent induire des oscillations voire une surtension dans la tension appliquée par le dispositif de commande GD entre une électrode de grille et une électrode d’émetteur de l’élément de commutation Q2, en particulier lors de l’ouverture ou de la fermeture de l’élément de commutation Q2. Ces oscillations et/ou surtension peuvent provoquer en retour un court-circuit au niveau des éléments de commutation. Le module de découplage permet avantageusement de limiter ce risque et de permettre l’utilisation d’une unité d’alimentation électrique commune pour les éléments de commutation bas tout en garantissant un contrôle de la tension de grille et des éléments de commutation.
Chacun des éléments de commutation hauts Q1 est préférablement alimenté par une unité d’alimentation électrique indépendante PSU_H comme représenté par exemple sur la .
Les unités d’alimentation électrique PSU_H des éléments de commutation hauts Q1, et l’unité d’alimentation électrique commune PSU_L des éléments de commutation bas Q2 peuvent, de manière préférée, présenter la plage de tension (16V, -8V). De préférence les unités d’alimentation électrique PSU_H, PSU_L ont une puissance de l’ordre de 1W.
En référence aux figures 2 et 3, le module de découplage 12 comprend de manière préférée un dispositif de découplage associé à chacun des éléments de commutation bas Q2. Le dispositif de découplage est alors arrangé en entrée du dispositif de commande de grille GD correspondant, notamment entre le dispositif de commande de grille GD et l’unité d’alimentation électrique commune PSU_L. Alternativement, seuls certains des dispositifs de commande GD sont reliés à l’alimentation électrique commune PSU_L via un dispositif de découplage, les autres dispositifs de commande GD étant directement reliés à l’alimentation électrique commune PSU_L. Ceci permet de faire un compromis entre d’une part l’atténuation des effets des inductances parasites Lp et d’autre part un coût ou un encombrement supplémentaire potentiellement induits par le module de découplage 12.
Chacun des dispositifs de découplage peut préférablement comprendre une self de mode commun CMD, de préférence une self de forme toroïdale, connectée entre l’alimentation électrique commune PSU_L et le dispositif de commande de grille GD correspondant, comme illustré sur les figures 2 et 3. La self de mode commun est en particulier dimensionnée de sorte à supporter une éventuelle surtension instantanée dans le domaine transitoire des éléments de commutation. Notamment, la self de mode commun CMD comprend deux inductances couplées, telles qu’une première inductance est connectée entre une première borne de sortie de l’alimentation électrique commune PSU_L et une première borne d’entrée du dispositif de commande GD, et une deuxième inductance est connectée entre une deuxième borne de sortie de l’alimentation électrique commune PSU_L et une deuxième borne d’entrée du dispositif de commande GD.
Le convertisseur de puissance 1 peut présenter des inductances parasites Lp entre les émetteurs des éléments de commutation bas Q2 et la masse GND lorsqu’il comprend en particulier un module électronique de puissance 100, comme illustré par exemple en . En , les bras 11 du convertisseur de puissance 1 sont intégrés dans le module de puissance 100. Autrement dit, les bras 11, en particulier les éléments de commutation haut Q1 et bas Q2, sont encapsulés dans un boitier commun 110 qui réalise l’intégration mécanique des éléments de commutation Q1, Q2. Les éléments de commutation haut Q1 et bas Q2 forment donc un circuit intégré encapsulé dans un seul boitier 110. Le module électronique de puissance 100 comprend alors une borne électrique externe qui se connecte à la masse commune GND et des liaisons électriques, internes au module électronique de puissance 100, entre cette borne électrique externe et les émetteurs des éléments de commutation bas Q2. Or les routages implémentant les liaisons électriques peuvent ne pas être identiques et ainsi induire des inductances parasites, par exemple de l’ordre de 20nH. L’utilisation du module de découplage 12 (non représenté en ) est alors particulièrement avantageux.
En particulier, les dispositifs de commande GD sont alors à l’extérieur du module électronique de puissance 100 et sont connectés à des deuxièmes bornes électriques externes du module électronique de puissance 100. En seul un dispositif de commande GD est représenté. Notamment, le module de couplage 12 et les dispositifs de commande GD sont montés sur une carte électronique 150 qui est extérieure au module électronique de puissance 100.
Par ailleurs, les éléments de commutation peuvent être en particulier des Mosfets ou des IGBTs.
En résumé, la présente invention concerne un convertisseur de puissance à plusieurs bras, présentant une alimentation électrique commune pour les éléments de commutation bas et un module de découplage. En conséquence, la présente invention permet le gain substantiel d’améliorer la compacité du convertisseur de puissance et ainsi de réduire les coûts tout en garantissant un bon fonctionnement des éléments de commutation, en particulier pour des applications haute tension.
Selon un mode de réalisation, la roue de transmission est une roue dentée configurée pour engrener avec une autre roue du dispositif de réduction.
Selon un mode de réalisation, la deuxième surface de portée interne de l’arbre d’entrée présente en partie ou en totalité une longueur axiale qui est strictement comprise entre 60 et 80 % de la dimension axiale du deuxième palier à roulement.
Selon un mode de réalisation, la longueur axiale de la deuxième surface de portée interne de l’arbre d’entrée est constante ou sensiblement constante sur toute la circonférence de l’arbre d’entrée. En d’autres termes, la deuxième surface de portée interne de l’arbre d’entrée présente en partie ou en totalité une longueur axiale qui est strictement comprise entre 60 et 80 % de la dimension axiale du deuxième palier à roulement. Ainsi, la fabrication de l’arbre d’entrée s’en trouve simplifiée.
Selon un mode de réalisation, la première surface de portée interne de l’arbre de rotor présente, en partie ou en totalité, une longueur axiale supérieure ou égale à 20 % de la dimension axiale du deuxième palier à roulement. Ceci assure un bon compromis entre la largeur du deuxième palier à roulement qui est affectée au guidage de l’arbre subissant le plus d’effort, à savoir l’arbre d’entrée, et l’arbre subissant le moins d’effort, à savoir l’arbre de rotor.
Selon un mode de réalisation, la longueur axiale de la première surface de portée interne de l’arbre de rotor est constante ou sensiblement constante sur toute la circonférence de l’arbre d’entrée. Ainsi, la fabrication de l’arbre de rotor s’en trouve simplifiée.
Selon un mode de réalisation, l’arbre d’entrée et l’arbre de rotor sont accouplés l’un à autre par un emmanchement à cannelures.
Selon un mode de réalisation, l’un parmi l’arbre d’entrée et l’arbre de rotor comporte une portion mâle cannelée qui est emmanchée dans une portion femelle cannelée de l’autre. Ceci permet de rendre les fonctions d’accouplement de l’arbre d’entrée et de l’arbre de rotor et de guidage desdits arbres indépendantes, ce qui simplifie la fabrication desdits arbres de rotor et d’entrée.
Selon un mode de réalisation, l’arbre d’entrée et l’arbre de rotor sont accouplés l’une à l’autre par une première et une deuxième denture en prise l’une dans l’autre et respectivement ménagées à une extrémité de l’arbre d’entrée et à une extrémité de l’arbre de rotor, la première denture et la deuxième denture présentant des dents s’étendant axialement et formant respectivement la deuxième surface de portée interne de l’arbre d’entrée et la première surface de portée interne de l’arbre de rotor.
Selon un mode de réalisation, les dents de la première denture présentent une dimension axiale l1 supérieure à 60 % et de préférence supérieure à 90 % de la dimension axiale l3 du deuxième palier à roulement.
Selon un mode de réalisation, les dents de la deuxième denture présentent une dimension axiale l2 supérieure à 60 % et de préférence supérieure à 90 % de la dimension axiale l3 du deuxième palier à roulement.
Selon un mode de réalisation, la surface de portée interne de l’arbre d’entrée présente une surface strictement comprise entre 60 et 80 % d’une surface interne de guidage du deuxième palier à roulement.
Selon un mode de réalisation, la dimension axiale du deuxième palier à roulement est comprise entre 5 et 35 mm. Ainsi, le coût et l’encombrement du deuxième palier à roulement sont limités.
Selon un mode de réalisation, la dimension axiale l3 est, de préférence, comprise entre 8 et 20 mm.
Selon un mode de réalisation, le premier logement présente une première surface d’appui axial bordant la première surface de portée externe et le deuxième logement présente une deuxième surface d’appui axial bordant la deuxième surface de portée externe, l’arbre d’entrée comportant en outre une première surface d’appui axial bordant la première surface de portée interne et une deuxième surface d’appui axial bordant la deuxième surface de portée interne ; le premier palier à roulement étant disposé axialement entre la première surface d’appui axial du premier logement et la première surface d’appui axial de l’arbre d’entrée, le deuxième palier à roulement étant disposé axialement entre la deuxième surface d’appui axial du deuxième logement et la deuxième surface d’appui axial de l’arbre d’entrée.
Selon un mode de réalisation, le troisième logement présente une troisième surface d’appui axial et l’arbre de rotor comporte une surface d’appui axial bordant la deuxième surface de portée interne de l’arbre de rotor, un organe élastique étant disposé, dans un état comprimé, entre la troisième surface d’appui axial et le troisième palier à roulement de manière à exercer un effort axial sur le troisième palier à roulement en direction du deuxième palier à roulement qui plaque le troisième palier à roulement contre la troisième surface d’appui axial.Ceci permet de précharger axialement le troisième palier à roulement.
Sur la , la douille de palier est une pièce multifonction formée en trois parties (36, 85, 86) assemblées entre elles, le moteur générateur se trouvant radialement à l’intérieur de la portion intermédiaire 85 de cette douille de palier.
La portion intermédiaire logeant le moteur est interposée entre la partie supérieure 36 formant appui sur le joint caoutchouc 5 et la partie inférieure 86 portant le second roulement de tête 73 et un dispositif d’attraction magnétique.
La partie supérieure 36 loge la bague externe du premier roulement de tête 71 , ainsi qu’une zone annulaire d’appui 57 . La partie supérieure 36 est de révolution autour de l’axe A . Les appuis inférieur 53 et supérieur 57 du joint épouse respectivement la portée 27 et le dessous de la pièce supérieure 36 .
La portion intermédiaire 85 est généralement de révolution autour de l’axe A et peut contenir des éléments de fixation du stator du moteur.
Sur le palier supérieur 3 , il est prévu un circlip 81 pour maintenir axialement le roulement de tête.
On remarque ici que la collerette qui appuie sur le joint caoutchouc forme également un disque de fermeture correspondant au capuchon de la configuration précédente.
Palier inférieur Un flasque de calage 40 est logé dans la zone en creux centrale 240 . Sur ce flasque de calage 40 on dispose une rondelle inférieure 41 . Dans la zone radialement intérieure de la rondelle inférieure, on dispose un joint en fil métallique tricoté inférieur 61 .
Ensuite on installe l’anneau 42 solidaire de la bague extérieure du roulement de pied 74 .
Au-dessus de la rondelle inférieure 41 , on dispose une rondelle supérieure 43 . Dans la zone radialement intérieure de la rondelle supérieure, on dispose un autre joint en fil métallique tricoté supérieur 6 .
Par ailleurs, il est prévu sous le roulement de pied 74 un circlip de butée 82 selon une disposition connue en soi.
Le ou les joint(s) en fil métallique tricoté 6 , 61 présente(nt) un bon coefficient de conduction thermique et peut donc évacuer des calories éventuellement créées dans la partie tournante vers le flasque de calage et vers le fond de l’enveloppe en béton.
Bien entendu, il est possible d’utiliser un seul joint en fil métallique tricoté.
Installation Le dispositif proposé ici est installé essentiellement dans une cavité de sol.
Pour réaliser l’installation proposée, on creuse un trou 98 dans le sol, au moins aussi grand que la cuve cylindrique de l’enceinte de confinement, comme ceci est illustré la figure 5A. On coule ensuite une chape de fondement 99 comme illustré la figure 5B. Cette chape peut être coulée avec du béton autolissant pour faciliter l’opération de mise à niveau. Cette chape peut être sommaire, non armée.
Ensuite on descend la cuve cylindrique 20 comme illustré sur la figure 5C. On installe le palier inférieur 4 et volant d’inertie 1. On installe ensuite le couvercle 22 . Puis on installe les éléments du palier supérieur 3 .
On comble les zones excavées excédentaires par des matériaux de remblai 98 comme illustré la figure 5D.
Les signaux sont en outre adimensionnés en 32 et également en sortie de 41 sur la par des valeurs de références fixées afin que leurs nouvelles valeurs soient toutes de l’ordre de l’unité.
Ce résultat est compressé en 33 sur la pour obtenir les modes principaux en sortie de cette étape de compression comme indiqué sur la . La méthode de compression peut être de manière connue une base orthogonale (par exemple « Singular Value Décomposition » en anglais ou SVD) tronquée aux premiers éléments, ou un réseau de neurones, qui ont été précédemment déterminés. Une méthode de compression par SVD est une simple opération de multiplications et d’addition, facile à implémenter sur une informatique embarquée du type d’une unité de contrôle moteur et peu coûteuse en temps calcul.
La méthode de compression convertit des vecteurs de données longs acquis pendant un cycle moteur noté de dimensions i, en un ensemble de scalaires, typiquement inférieurs à six. Pour le scalaire i la compression est une simple opération de multiplications et d’addition :
Avec n_max le nombre maximum d’acquisition n pendant la plage de temps L_cyl traitée ici,
Accel_reduit(i) l’accélération issue de la compression des données de rang i,
Phi_i le mode de compression de rang i.
Dans la , les acronymes suivants apparaissent :
Dans la référence 33 : SVD/PCA/POD sont des exemples de méthodes de compression des données qui permettent de décomposer un ensemble de variables corrélées en nouvelles variables décorrélées et dont les n premières forment les composantes principales de l’analyse, ce qui permet de réduire considérablement le nombre de données, avec : SVD (pour « Singular Value decomposition » en anglais), ou décomposition en valeur singulière, POD (pour « Proper Orthogonal Decomposition » en anglais), ou décomposition orthogonale appropriée, PCA (pour « Principal Component Analysis » en anglais), ou analyse des composants principaux.
Dans la référence 38 : EGR (pour « Exhaust Gaz Recirculation en anglais ») : vanne EGR signifie vanne de recirculation des gaz d’échappement.
Dans la référence 41 : RPM signifie régime moteur (en tr/min).
Ce résultat (signal compressé Accel_reduit(i)) est utilisé en entrée d’un ou plusieurs réseaux de neurones 34 sur la dont la sortie comprend des indicateurs de combustion utilisés pour le contrôle moteur, ce qui permet d’en réduire la taille et donc la charge de calcul informatique, et donc le coût des moyens de calculs embarqués. Les indicateurs de combustion en sortie du ou des réseaux de neurones comme indiqué sur la , sont par exemple le rapport dilution carburant/gaz présent dans le moteur, la richesse, la pression moyenne indiquée IMEP pendant N cycles moteur, et la durée MFBX, dans l’exemple MFB50 pour brûler 50% du carburant pendant la phase de combustion par exemple.
Le ou les réseaux de neurones utilisent également d’autres entrées utiles, telles que la vitesse moteur et l’objectif de couple assigné au moteur (« setpoint torque » en anglais) comme montré sur la provenant du bloc 37 qui sera expliqué plus loin, ainsi que toute entrée liée à des mesures ou des estimations de l’environnement du moteur, par exemple la température, l’altitude ou le type de carburant utilisé.