INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Lors du fonctionnement du moteur, le flux magnétique induit circulant à travers le rotor génère une chaleur importante qui doit être évacuée. Pour refroidir le moteur, il existe actuellement plusieurs solutions. L’une de ces solutions, décrite dans la demande de brevet français FR 3 111 025, consiste à faire circuler un fluide de refroidissement au travers de cavités traversantes formées à l’intérieur du paquet de tôles, ces cavités traversantes s’étendant selon la direction axiale du rotor. De telles cavités traversantes sont généralement utilisées pour uniformiser le champ magnétique généré par les aimants permanents du rotor. Cette solution s’avère toutefois insatisfaisante d’un point de vue énergétique. En effet, de telles cavités traversantes sont souvent surdimensionnées par rapport au volume de fluide de refroidissement nécessaire pour assurer une bonne évacuation de chaleur du rotor. En faisant circuler un fluide de refroidissement à l’intérieur de ces cavités traversantes, il peut donc arriver que certaines parties du paquet de tôles qui sont éloignées des sources de chaleur, à savoir les aimants, soient inutilement refroidies par le fluide de refroidissement alors que certaines autres parties du paquet de tôles qui sont proches desdites sources de chaleur soient insuffisamment refroidies du fait du faible passage du fluide de refroidissement le long de ces parties. Il en résulte une évacuation de chaleur non maîtrisée, qui peut potentiellement conduire à un dysfonctionnement du moteur électrique.
L’invention vise donc à proposer un rotor et un moteur électrique comprenant un tel rotor agencé pour permettre une meilleure évacuation de la chaleur générée lors de son fonctionnement et ne présentant pas les inconvénients des solutions existantes décrites précédemment.
A cet effet, l’invention concerne un rotor pour moteur électrique comprenant :
- un paquet de tôles monté coaxialement sur l’arbre de rotor, ledit paquet de tôles comprenant des premières cavités internes et au moins deux deuxièmes cavités internes symétriques par rapport à l’axe de l’arbre et entre elles, lesdites deuxièmes cavités internes traversant axialement l’intégralité du paquet de tôles de telle sorte qu’elles débouchent, à l’une de leurs extrémités, au niveau d’une face latérale avant dudit paquet de tôles et, à une autre de leurs extrémités, au niveau d’une face latérale arrière dudit paquet de tôles, lesdites deuxièmes cavités internes étant configurées pour permettre la circulation d’un fluide de refroidissement à l’intérieur du paquet de tôles ;
- une pluralité d’aimants permanents logés à l’intérieur des premières cavités internes du paquet de tôles ;
- un flasque avant et un flasque arrière montés coaxialement sur l’arbre de rotor et agencés axialement de part et d’autre du paquet de tôles de telle sorte à être contigus respectivement aux faces latérales avant et arrière du paquet de tôles ;
dans lequel l’arbre est muni d’au moins un premier canal interne de circulation d’un fluide de refroidissement, dit canal d’entrée, et d’au moins un deuxième canal interne de circulation d’un fluide de refroidissement, dit canal de sortie, et en ce que le flasque avant, respectivement le flasque arrière, est configuré pour former avec la face latérale avant, respectivement la face latérale arrière, du paquet de tôles au moins deux canaux de liaison avant, respectivement au moins deux canaux de liaison arrière, à l’intérieur duquel peut circuler un fluide de refroidissement, chacun desdits canaux de liaison avant, respectivement arrière, étant en communication fluidique avec l’un desdits canaux d’entrée et de sortie et avec l’une desdites deuxièmes cavités internes ;
caractérisé par le fait que le rotor comprend en outre au moins deux modules de remplissage en matière plastique, chacun desdits modules de remplissage étant destiné à être logé dans l’une desdites deuxièmes cavités internes et étant configuré de manière à former, en combinaison avec une paroi interne du paquet de tôle, au moins un canal longitudinal de circulation de fluide débouchant, au niveau d’une extrémité avant, sur l’un des canaux de liaison avant, et, au niveau d’une extrémité arrière, sur l’un des canaux de liaison arrière, ledit au moins un canal longitudinal de circulation de fluide étant configuré pour permettre la circulation d’un fluide de refroidissement.
Ainsi configuré, le rotor de l’invention permettra de mieux évacuer la chaleur générée lors de son utilisation, du fait du passage d’un fluide de refroidissement dans des canaux longitudinaux de circulation de fluide formés à l’intérieur du paquet de tôles. Ces canaux longitudinaux possédant un volume moindre que celui des deuxièmes cavités internes, le fluide de refroidissement circulera de manière optimale à l’intérieur du paquet de tôles. En particulier, en confgurant de manière adéquate les modules de remplissage, il sera ainsi possible de positionner les canaux longitudinaux à proximité des aimants permanents du rotor, faisant ainsi circuler le fluide de refroidissement au plus proche des régions chaudes du paquet de tôles. Une meilleure évacuation de chaleur sera ainsi obtenue. Par ailleurs, le fait de faire circuler le fluide de refroidissement au travers des flasques d’extrémité génère peu de modifications au niveau de la structure générale du moteur électrique et, de ce fait, offre une solution relativement peu onéreuse au problème de l’évacuation de la chaleur dans les moteurs électriques.
- chaque canal longitudinal de circulation de fluide est défini au moins partiellement par au moins une rainure longitudinale formée à l’intérieur d’une paroi périphérique d’un des modules de remplissage, ladite paroi périphérique étant en contact avec une paroi interne du paquet de tôle qui définit au moins partiellement l’une des deuxièmes cavités internes.
- chaque canal longitudinal de circulation de fluide possède une forme en serpentin.
- lesdits canaux de liaison avant sont en communication fluidique avec ledit canal d’entrée et lesdits canaux de liaison arrière sont en communication fluidique avec ledit canal de sortie, de telle sorte qu’un fluide de refroidissement destiné au refroidissement du rotor puisse circuler dans le rotor successivement au travers du canal d’entrée, puis entre le flasque avant et la face latérale avant du paquet de tôles au travers desdits canaux de liaison avant, puis à l’intérieur du paquet de tôles au travers desdits canaux longitudinaux de circulation de fluide, puis entre le flasque arrière et la face latérale arrière du paquet de tôles au travers desdits canaux de liaison arrière, et finalement au travers du canal de sortie.
- l’arbre comprend une portion d’extrémité avant creuse et une portion d’extrémité arrière creuse séparée de la portion d’extrémité avant par une portion centrale pleine, la portion d’extrémité avant, respectivement la portion d’extrémité arrière, étant traversée par une cavité centrale de forme cylindrique, ladite cavité centrale formant le canal d’entrée, respectivement le canal de sortie, de l’arbre, et au moins deux trous orientés radialement par rapport à l’axe de l’arbre sont formés à l’intérieur de la portion d’extrémité avant, respectivement de la portion d’extrémité arrière, de manière à déboucher d’un côté dans le canal d’entrée, respectivement le canal de sortie, et de l’autre côté dans lesdits canaux de liaison avant, respectivement lesdits canaux de liaison arrière.
- lesdits canaux de liaison arrière sont en communication fluidique avec ledit canal d’entrée et lesdits canaux de liaison avant sont en communication fluidique avec ledit canal de sortie, de telle sorte qu’un fluide de refroidissement destiné au refroidissement du rotor puisse circuler dans le rotor successivement au travers du canal d’entrée, puis entre le flasque arrière et la face latérale arrière du paquet de tôles au travers desdits canaux de liaison arrière, puis à l’intérieur du paquet de tôles au travers desdits canaux longitudinaux de circulation de fluide, puis entre le flasque avant et la face latérale avant au travers desdits canaux de liaison avant, et finalement au travers du canal de sortie.
Plus particulièrement, chaque plateau support 31 comprend une première face 31a sur laquelle sont disposés les empilements 20 et une seconde face 31b opposée à la première face 31a. Chaque ouverture 32 d’admission de gaz comprend une forme tronconique avec un premier diamètre d1 formé dans la seconde face 31b du plateau support 31 et un second diamètre d2 plus petit que le premier diamètre d1 et formé entre la première face 31a et la seconde face 31b du plateau support 31.
La deuxième extrémité 33b de chaque tube d’injection 33 comprend une forme tronconique complémentaire de la forme tronconique d’une ouverture 32 d’admission de gaz pour que les deux formes tronconiques coopèrent ensemble. La forme tronconique complémentaire de la deuxième extrémité 33b du tube d’injection 33 comprend un premier diamètre D1 plus grand qu’un second diamètre D2, le second diamètre D2 étant mesuré sur une extrémité distale libre tandis que le premier diamètre D1 est mesuré sur une extrémité proximale couplée au reste du tube d’injection 33 et notamment à une portion principale 33c.
Sur les figures 5 et 6 sont illustrés deux exemples de joint annulaire 35 monté à l’interface entre la deuxième extrémité 33b du tube d’injection 33 du second module unitaire 30b et l’ouverture 32 d’admission de gaz du premier module unitaire 30a.
La présente une vue en coupe d’un joint annulaire ayant une extrémité effilée, et la présente une vue en coupe d’un joint annulaire ayant une section en parallélogramme.
Comme cela est illustré sur la , pour améliorer l’étanchéité de la pile de modules unitaires 30, plus particulièrement pour empêcher les fuites depuis les espaces annulaires entre les tube d’injection 33 et les substrats annulaires poreux 21 vers l’extérieur des empilements 20, lorsque deux modules unitaires 30 sont empilés l’un sur l’autre, le module unitaire inférieur, ici le second module unitaire 30b, comprend, pour chaque empilement 20, un joint annulaire déformable 36 disposé entre le couvercle 25 de l’empilement 20 et le plateau support 31 du module unitaire supérieur, ici le premier module unitaire 30a.
En outre, comme cela est illustré sur les figures 3 et 4, l’empilement 20 comprend en outre trois jambes (une seule par empilement est visible sur ces figures 3 et 4). Chaque jambe 26 s’étend, selon la direction Z dans laquelle les substrats annulaires poreux 21 sont empilés, depuis le couvercle 25 annulaire vers le plateau support 31 sur lequel est disposé l’empilement 20.
Comme cela est illustré sur la qui représente un exemple de variante de réalisation d’un tube d’injection selon l’invention, chaque tube d’injection 33 peut comprendre une portion tubulaire principale 33c formant un épaulement 37 avec la forme tronconique de la deuxième extrémité 33b. L’épaulement 37 permet au joint annulaire 35 de se déformer dans un plan perpendiculaire à la première direction D Z selon laquelle les substrats annulaires poreux 21 sont empilés.
Le procédé de densification par infiltration chimique en phase gazeuse selon l’invention comprend ensuite une étape durant laquelle on injecte dans le volume interne 24 de chaque empilement 20 de substrats annulaires poreux 21 une phase gazeuse comprenant un précurseur gazeux d'un matériau de matrice à déposer au sein de la porosité des substrats 21. L’injection du gaz est représentée sur la par les flèches G.
Procédé de densification par infiltration chimique en phase gazeuse avec des plateaux monopiles pour un flux semi-forcé L’invention concerne la réalisation de pièces en matériau composite comprenant un substrat annulaire poreux densifié par infiltration chimique en phase gazeuse (CVI), et plus particulièrement la réalisation de pièces munies d’un passage central.
L’invention est applicable notamment, mais non exclusivement à la réalisation de disques de frein annulaires ou de divergents de tuyères de moteurs de fusée en matériau composite thermostructural.
Les matériaux composites thermostructuraux sont remarquables par leurs propriétés mécaniques élevées et leur capacité à conserver ces propriétés à haute température. Des exemples typiques de matériaux composites thermostructuraux sont les composites carbone-carbone (C-C) comprenant un substrat poreux de renfort en fibres de carbone densifié par une matrice en carbone et les composites à matrice céramique (CMC) comprenant un substrat poreux de renfort en fibres réfractaires (par exemple en carbone ou céramique) densifié par une matrice céramique (par exemple en carbure de silicium).
Les matériaux composites C-C sont communément utilisés pour la réalisation de disques de frein d’aéronefs, cela en raison de leurs caractéristiques tribologiques à hautes énergies, leur non-fragilité, leurs caractéristiques thermiques (conductivité et capacité calorique) et leur densité.
La densification de substrats poreux par infiltration chimique en phase vapeur (CVI) consiste à placer les préformes annulaires dans une chambre de réaction d'une installation d'infiltration et à admettre dans la chambre une phase gazeuse dont un ou plusieurs constituants forment un précurseur du matériau de la matrice à déposer au sein des substrats afin d’assurer leur densification. Les conditions d'infiltration, notamment la composition et le débit de la phase gazeuse, et la température et la pression dans la chambre, sont choisies pour permettre une diffusion de la phase gazeuse au sein de la porosité interne accessible des substrats afin que le matériau désiré y soit déposé par décomposition d'un constituant de la phase gazeuse ou par réaction entre plusieurs constituants de celle-ci. Le document FR 2 834 713 décrit un tel procédé et une installation pour sa mise en œuvre.
Les conditions d'infiltration chimique en phase vapeur du Carbone pyrolytique, ou pyrocarbone, sont connues depuis longtemps de l'homme de l'art. Le précurseur du carbone est un alcane, un alkyle ou un alcène, généralement du propane, du méthane ou un mélange des deux. L'infiltration est réalisée à une température d'environ 1000°C sous une pression par exemple d'environ 1 kPa.
La phase gazeuse contenant le ou les précurseurs de matériau à déposer au sein des préformes est admise à une extrémité longitudinale de l’enceinte réactionnelle, tandis que les gaz résiduels sont évacués à l'extrémité opposée d'où ils sont extraits par des moyens de pompage.
Les réacteurs prévus pour la réalisation d’études en recherche et développement en infiltration des disques de frein ont une configuration de chargement classiquement constituée d’un empilement de plateaux portant chacun une seule pile de disques. On parle de fours « monopiles ». Cette configuration diffère des chargements industriels, réalisés dans des réacteurs de plus grande taille, dans lesquels les plateaux portent plusieurs piles de disques côte à côte, et pour lesquels on parle de fours « multipiles ».
Avantageusement, la ou les ouverture(s) traversante(s), en particulier A et/ou B, est/sont tricotée(s) avec un ou plusieurs fil(s) monofilamentaire(s) transparent(s) et/ou translucide(s), en particulier non thermofondu(s).
Cette disposition permet de former des ouvertures traversantes résistantes à la déchirure.
Cette disposition améliore également la souplesse, la respirabilité et améliore la fonction d’affichage/visualisation de la portion principale, ou additionnelle, textile externe, respectivement interne.
Dans un premier exemple de réalisation, la portion principale, ou additionnelle, textile externe ne comprend pas d’ouverture traversante et la portion principale, ou additionnelle, textile interne comprend une ou des ouverture(s) traversante(s), en particulier A et/ou B, plus particulièrement B.
Dans un second exemple de réalisation, la portion principale, ou additionnelle, textile interne ne comprend pas d’ouverture traversante et la portion principale, ou additionnelle, textile externe comprend une ou des ouverture(s) traversante(s), en particulier A et/ou B, plus particulièrement A.
Dans un troisième exemple de réalisation, la portion principale, ou additionnelle, textile interne comprend une ou des ouverture(s) traversante(s) et la portion principale, ou additionnelle, textile externe comprend une ou des ouverture(s) traversante(s) ayant chacune au moins une dimension supérieure à au moins l’une des dimensions de chacune de la ou des ouverture(s) traversante(s) de la portion principale, ou additionnelle, textile interne, en particulier la portion principale, ou additionnelle, textile externe comprend une ou des ouverture(s) A et la portion principale, ou additionnelle, textile interne comprend une ou des ouverture(s) traversante(s) B.
Dans une variante de réalisation, la portion principale, ou additionnelle, textile externe comprend une ou des ouverture(s) traversante(s) qui n’est/ne sont pas en regard d’ouverture(s) traversante(s) de la portion principale, ou additionnelle, textile interne.
Cette disposition permet de protéger le pied disposé dans le volume d’accueil de la chaussure, par exemple de la pluie, de la poussière, des particules,….
Dans une variante de réalisation, les portions principales textiles interne et externe sont disposées au moins en partie, notamment entièrement, dans la région de médio-pied s’étendant sur le côté latéral de la tige, et l’élément tubulaire textile interne comprend en outre une portion additionnelle textile interne et l’élément tubulaire textile externe comprend une portion additionnelle textile externe, les portions additionnelles textiles interne et externe sont superposées au moins en partie et disposées au moins en partie, notamment entièrement, dans la région de médio-pied sur le côté médial de la tige, la portion additionnelle textile externe comprend un ou plusieurs fil(s) monofilamentaire(s) transparent(s) et/ou translucide(s), en particulier non thermofondu(s), formant une zone de visualisation de la portion additionnelle textile interne.
Dans une sous-variante de réalisation, la tige comprend en outre une autre portion additionnelle textile interne et une autre portion additionnelle textile externe qui sont superposées au moins en partie et disposées au moins en partie, notamment entièrement, dans la région d’avant-pied disposée entre les côtés latéral et médial et éventuellement dans la région d’avant-pied disposée sur le côté latéral et/ou la région d’avant-pied disposée sur le côté médial.
Dans une variante de réalisation, la portion textile principale, ou additionnelle, externe comprend une portion de face interne et la portion textile principale, ou additionnelle, interne comprend une portion de face externe qui n’est pas solidaire de la portion de face interne de la portion principale, ou additionnelle, textile externe, en particulier qui n’est pas collée à la portion de face interne de la portion principale, ou additionnelle, textile externe, en particulier qui n’est pas collée par une portion textile thermofondue.
Dans une variante de réalisation, la portion principale, ou additionnelle, textile externe comprend un ou des fil(s) monofilamentaire(s) translucide(s) et/ou transparent(s) ayant chacun une section transversale trilobée, et de préférence une masse linéique supérieure ou égale à 20 deniers et inférieure ou égale à 60 deniers.
Les inventeurs ont déterminé que cette disposition permet de mettre en œuvre sur un métier textile ledit fil monofilamentaire, en particulier par tricotage, tout en offrant un bon compromis entre la rigidité et la souplesse.
De plus, ce type fil permet d’apporter de la brillance.
On comprend dans le présent texte par section transversale trilobée que la section transversale d’un fil monofilamentaire comprend au moins trois côtés.
Avantageusement, une section transversale trilobée a une forme générale sensiblement triangulaire.
En particulier le dispositif comprend seulement deux cellules de commutation.
Avantageusement, le dispositif à capacité flottantes comprend un filtre passe-bande, et ledit circuit d’équilibrage comprend au moins une capacité partagée avec ledit filtre passe-bande. Ainsi, on peut partager les ressources entre le filtre passe-bande et le circuit d’équilibrage.
Avantageusement, le circuit d’équilibrage comprend un interrupteur monté en série du circuit RLC. Ainsi, on peut contrôler les périodes d’équilibrage forcé ou naturel des capacités flottantes.
Avantageusement, le dispositif à capacités flottantes comprend un filtre passe-bande dont la bande passante est centrée à la fréquence de commutation des transistors, le filtre passe-bande étant connecté en parallèle à l’interrupteur.
En particulier, le dispositif comprend deux cellules de commutations.
Avantageusement, le dispositif à capacités flottantes comprend en outre un filtre passe-bas, et ledit circuit d’équilibrage comprend au moins une inductance partagée avec ledit filtre passe-bas.
L’invention concerne aussi un système de conversion de puissance comprenant au moins un dispositif à capacités flottantes tel que décrit précédemment.
L’invention concerne aussi un véhicule comprenant un système de conversion de puissance tel que décrit précédemment.
L’invention concerne aussi un procédé de précharge d’un dispositif à capacités flottantes tel que décrit précédemment, en particulier lorsque le circuit d’équilibrage comprend un interrupteur monté en série dudit circuit résonant RLC, comprenant : une étape de fermeture de l’interrupteur ; une étape de précharge des capacités flottantes de façon à commuter les transistors commutables de chaque cellule à la fréquence de commutation des transistors, une étape de comparaison entre la tension de la capacité de la première cellule et une tension prédéterminée; une étape d’ouverture de l’interrupteur lorsque ladite tension de la capacité de la première cellule est sensiblement égale à la tension prédéterminée. Selon une alternative, lorsque le dispositif à capacités flottantes comprend un filtre passe-bande dont la bande passante est centrée à la fréquence de commutation des transistors, le filtre passe-bande étant connecté en parallèle à l’interrupteur l’invention concerne un procédé de précharge d’un dispositif à capacités flottantes comprenant : une étape de mesure de la tension de l’interrupteur, dans son état ouvert, filtrée par le filtre passe-bande ; une étape de fermeture de l’interrupteur si la tension mesurée dépasse un seuil de déséquilibre prédéterminé; une étape de précharge des capacités flottantes de façon à commuter les transistors commutables de chaque cellule à la fréquence de commutation des transistors, une étape de comparaison entre la tension de la capacité de la première cellule et une tension prédéterminée; une étape d’ouverture de l’interrupteur lorsque ladite tension de la capacité de la première cellule est sensiblement égale à la tension prédéterminée.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d’un mode de réalisation de l’invention en référence aux figures :
est une vue schématique d’un dispositif composé de deux cellules à capacités flottantes connu de l’art antérieur ;
est une vue schématique d’une généralisation d’un dispositif à N cellules à capacités flottantes de l’art antérieur ;
est une autre vue schématique d’une généralisation d’un dispositif à N cellules à capacités flottantes de l’art antérieur comprenant une charge électrique ;
est une vue de la forme de la tension de sortie d’un dispositif à capacités flottantes selon l’art antérieur ;
est une vue schématique, pour un bras d’onduleur 800 V à 2 niveaux avec un rapport cyclique de commande identique à la , de la forme de la tension V sortie lorsque qu’il y a équilibre ;
est une vue schématique, pour un bras d’onduleur 800 V à 2 niveaux dans les mêmes conditions de pilotage, de la forme de la tension V sortie lorsque qu’il y a déséquilibre ;
Par exemple, en référence aux figures 2 et 3, il est envisageable que le pan secondaire 2 intercalé entre les deux autres pans soit réalisé dans un matériau souple thermiquement isolant tel qu’un tissu, un film plastique, ou bien encore que ce pan interne soit réalisé dans une mousse polyuréthane.
Une telle mousse polyuréthane permet de procurer une bonne capacité de résistance à un transfert thermique par conduction.