INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Avantageusement, le module de transmission comprend une machine électrique telle que décrite précédemment comprenant un premier boitier et un deuxième boitier, fixés entre eux, dans lesquels sont agencés les premier et deuxième stators, le rotor et l’interconnecteur, l’interconnecteur et le premier stator étant fixés sur le premier boitier, le deuxième stator étant fixé sur le deuxième boitier, le deuxième boitier comprenant des ouvertures d’accès, chaque borne de connexion s’étendant à travers une des ouvertures d’accès, et dans lequel le réducteur mécanique comprend un carter fixé sur le deuxième boitier, le carter et le deuxième boitier définissant une chambre de fixation autour des ouvertures d’accès de manière à isoler toutes les ouvertures d’accès de l’extérieur du module de transmission. Cette configuration permet de profiter de l’avantage fourni par la présence des ouvertures d’accès tout en assurant de manière simple l’isolation de ces ouvertures d’accès de l’extérieur du module de transmission afin de garantir la sécurité d’utilisation du module de transmission.
La chambre de fixation peut être défini par le deuxième boitier et un couvercle fixé sur le deuxième boitier. Le carter peut ne pas participer à la définition de la chambre de fixation.
Enfin, l’invention a également pour objet un procédé de fabrication d’une machine électrique telle que décrite précédemment comprenant un premier boitier et un deuxième boitier, fixés entre eux, dans lesquels sont agencés les premier et deuxième stators, le rotor et l’interconnecteur, l’interconnecteur et le premier stator étant fixés sur le premier boitier, le deuxième stator étant fixé sur le deuxième boitier, le deuxième boitier comprenant des ouvertures d’accès, chaque borne de connexion s’étendant à travers une des ouvertures d’accès, le procédé de fabrication comprenant les étapes suivantes : - on agence le premier stator et les N barres omnibus dans le premier boitier, - on agence le deuxième stator et le rotor dans le deuxième boitier comportant les ouvertures d’accès aux bornes de connexion des barres omnibus et aux extrémités des bobines du deuxième stator, - on relie électriquement les bornes de connexion des barres omnibus aux extrémités des bobines du deuxième stator, par exemple par soudage.
En variante, le rotor peut être agencé sur le premier boitier.
Ce procédé permet de simplifier la fabrication de la machine électrique en facilitant la liaison entre les bornes de connexion des barres omnibus et les extrémités des bobines du deuxième stator. Notamment on comprend que les opérations réalisées pour effectuer cette liaison peuvent avoir lieu via les ouvertures d’accès.
est une vue en perspective d’un module de transmission selon l’invention ;
est une vue en perspective d’une machine électrique selon l’invention, comprise dans le module de transmission de la , pour laquelle les premier et deuxième boitiers sont désolidarisés et à distance l’un de l’autre ;
est une vue en perspective éclatée de la machine électrique de la ;
est une vue en perspective de barres omnibus d’un interconnecteur de la machine électrique de la pour laquelle un corps de l’interconnecteur n’est pas représenté ;
est une vue en perspective d’une partie de la machine électrique de la ; et
est une vue en perspective d’une partie de la machine électrique de la sur laquelle un premier boitier et un deuxième boitier de la machine électrique ainsi que le corps de l’interconnecteur ne sont pas représentés.
Description détaillée La représente un module de transmission 1 selon l’invention comprenant notamment une machine électrique 2 tournante polyphasée et un réducteur mécanique 3. Selon le présent mode de réalisation, le module de transmission 1 est destiné à être monté sur un véhicule (non représenté) afin de convertir de l’énergie électrique en énergie mécanique afin d’entrainer le véhicule. Le montage d’un tel module de transmission 1 sur un véhicule est connu en soi et ne sera pas décrit plus en détail ici. Le module de transmission 1 selon l’invention peut être utilisé pour d’autres applications que l’entrainement d’un véhicule.
Dans le cas présent, la conversion d’énergie électrique en énergie mécanique est réalisée par la machine électrique 2 tournante qui est donc utilisée ici en tant que moteur électrique. Selon d’autres modes de réalisation, la machine électrique 2 tournante selon l’invention peut être utilisée en tant que génératrice afin de convertir de l’énergie mécanique en énergie électrique.
Ainsi, dans le premier mode de fonctionnement du système d’alimentation proposé, chaque paire d’écrans électrostatiques forme une capacité qui permet un transfert de données, par couplage capacitif, entre les côtés primaire et secondaire du circuit de commande et, dans le deuxième mode de fonctionnement, les écrans de chaque paire, étant chacun reliés l’un à une masse du côté primaire du circuit de commande, l’autre à une masse du côté secondaire du circuit de commande, permettent d’éviter de propager un courant de mode commun vers le côté primaire du circuit de commande.
Avantageusement, les données échangées dans le premier mode de fonctionnement sont modulées à haute fréquence par rapport à une fréquence de fonctionnement du transformateur.
Dans un mode de réalisation, les données comprennent des informations concernant l’état de santé d’un transistor de puissance ou des informations de mesure (tension drain source, courant drain source du transistor de puissance).
L’invention a également pour objet un convertisseur de puissance comprenant un système d’alimentation d’un circuit de commande rapprochée tel que défini précédemment.
Avantageusement, le convertisseur de puissance comprend une branche de conversion de puissance comportant au moins un premier et un deuxième composant de puissance reliés en série, les composants de puissance étant chacun pilotés respectivement par un premier et un deuxième circuit de commande rapprochée à partir de consignes élaborées par un module de commande globale, et le premier et le deuxième circuit de commande rapprochée étant respectivement alimentés par un premier et un deuxième système d’alimentation tels que définis ci-dessus.
De manière préférentielle, les premier et deuxième composants de puissance comprennent des transistors de puissance à grand gap.
illustre un schéma électrique d’un bras d’onduleur;
illustre un schéma d’un système d’alimentation d’un circuit de commande selon l’invention dans le premier mode de fonctionnement ;
illustre le système d’alimentation de la dans le deuxième mode de fonctionnement ;
illustre l’évolution de signaux en des points caractéristiques du système d’alimentation de la .
Exposé détaillé d’au moins un mode de réalisation On a représenté schématiquement sur la une structure électronique à commutation de puissance conventionnelle, telle qu’un convertisseur de puissance 1.
Cette structure de puissance 1 comprend de manière conventionnelle des composants de puissance tels que des transistors de puissance 2 H et 2 L pilotés respectivement par des circuits de commande rapprochée 3 H et 3 L .
La structure de puissance 1 comprend aussi des systèmes d’alimentation 4 H et 4 L respectifs des circuits de commande rapprochée 3 H et 3 L .
La structure de puissance 1 est pilotée de manière conventionnelle par un module de commande globale 5 tel que, sur consignes de ce module de commande globale :
- le système d’alimentation 4 H délivre une tension d’alimentation V 3H au circuit de commande 3 H , et le système d’alimentation 4 L délivre une tension d’alimentation V 3L au circuit de commande 3 L ; et
Il existe différents types de connecteur au rang desquels figurent notamment :
- les connecteurs avec branchement simple ;
- les connecteurs à visser ;
- les connecteurs à écrou à baïonnettes.
Les connecteurs à branchement simple consistent à emmancher une fiche mâle du câble dans une fiche femelle de l’outil.
Les connecteurs à visser comprennent une douille taraudée placée à l’extrémité du câble qui doit être vissée sur plusieurs tours sur une portion taraudée de l’outil pour assurer la solidarisation du câble. Il existe des connecteurs à visser sans verrouillage et des connecteurs à visser avec verrouillage. Ces derniers comprennent des moyens de verrouillage qui permettent, lorsque le niveau de serrage atteint est correct, de verrouiller de manière réversible le raccord sur l’outil et d’assurer ainsi une solidarisation convenable du câble.
Les connecteurs à écrou à baïonnettes permettent d’obtenir une solidarisation du câble à l’outil en réalisant une rotation de l’écrou sur une portion de tour seulement, généralement ¼ de tour.
Ces différents types de connecteurs nécessitent des temps de branchement/débranchement plus ou moins importants.
Les connecteurs à branchement simple permettent d’assurer le branchement et le débranchement d’un câble de manière très rapide.
Les connecteurs à visser demandent un temps de manipulation relativement long. En effet, il faut faire plusieurs tours d’écrou de connecteur avant d'arriver en butée et de parvenir à une solidarisation convenable du câble. De même, la désolidarisation du câble nécessite de réaliser plusieurs tours d’écrou et demande du temps.
Les connecteurs à visser sans verrouillage ne disposent d’aucun moyen permettant à l’opérateur de s’assurer que le serrage de l’écrou connecteur est convenable. Il en résulte une tendance chez les opérateurs à serrer trop fort les écrous si bien qu’ils sont difficiles à desserrer pour retirer le câble.
Les connecteurs à baïonnette, type 1/4 de tour, permettent de s'affranchir de ces problématiques de serrage long et de sur-serrage, le verrouillage étant assuré par des formes géométriques associées à un ressort qui permettent de ressentir la fin de course de verrouillage, le ressort donnant l'effort de verrouillage final. Ainsi les connecteurs à baïonnettes permettent d’assurer une solidarisation/désolidarisation rapide du câble.
Par ailleurs, les connecteurs doivent permettre d'assurer une liaison électrique sans faille avec l'outil, c’est-à-dire permettre d’assurer des transmissions de puissance et/ou de signaux sans détérioration.
Toutefois, au cours de l’utilisation, des efforts de tractions peuvent être appliqués sur le câble dans un sens ayant tendance à le désolidariser de l’outil.
Les connecteurs à visser et à baïonnettes préviennent dans ce cas le débranchement du câble contrairement aux connecteurs à branchement simple qui sont plus vulnérables aux tractions sur le câble et ne permettent pas toujours de prévenir un débranchement intempestif du câble.
Par ailleurs, les outils peuvent être soumis, au cours de leur utilisation, à des vibrations. Ceci est plus particulièrement le cas des outils de vissage à chocs ou alimentés par des impulsions électriques. Ces vibrations peuvent être véhiculées jusqu’aux connecteurs et être transmises aux différents contacts où elles peuvent causer un phénomène de charbonnage induisant un risque de détérioration de la transmission de courant et/ou de signaux et un endommagement, voire une destruction complète des contacts.
La illustre schématiquement une vue en coupe d’un circuit intégré IC selon un mode de réalisation de l’invention. Le circuit intégré IC comprend un assemblage d’une puce électronique CHP, d’un élément optique OPT et d’un substrat de support SUB.
Le substrat de support SUB comporte une face de montage FM et un réseau d’interconnexion INTCNX pouvant relier électriquement par exemple des pastilles de soudure (usuellement désignés par le terme anglosaxon « pad ») disposées sur la face de montage FM à des bosses de connexion BP (« bumps » en anglais), ou des billes de soudure du type matrice de bille « BGA » (pour « Ball Grid Array » en anglais) situées sur la face opposée à la face de montage FM. Le réseau d’interconnexion INTCNX comprend des pistes conductrices, typiquement en cuivre (Cu), intégrées dans une ou plusieurs couches de matériau diélectrique tel que de la résine mélangée à de la fibre de verre du substrat de support SUB.
Le substrat SUB présente également une ouverture APT apte à contenir la puce électronique CHP. L’ouverture APT possède des dimensions adaptées pour loger complétement la puce électronique CHP. Cela étant, lorsque l’épaisseur de la puce électronique CHP est supérieure à l’épaisseur du substrat de support SUB, alors une partie de la puce peut s’étendre en-dessous ou au-dessus du substrat SUB.
La puce électronique CHP comporte une face avant F_SNSR et, en particulier, un composant optique sur sa face avant F_SNSR. Le composant optique peut être un récepteur, telle qu’une matrice de pixels, capable de capter un rayonnement optique provenant de l’extérieur du circuit IC ou bien un émetteur, tel qu’un laser, capable d’émettre un rayonnement optique vers l’extérieur du circuit IC.
L’élément optique OPT a par exemple la forme d’une plaque de verre, et est configuré pour produire des effets optiques sur un signal optique le traversant tels qu’une polarisation, un filtrage ou un effet de lentille. L’élément optique OPT comporte une face de connexion F_CNX connectée à la face de montage FM du substrat de support SUB et positionnée en regard de l’ouverture APT.
La puce électronique CHP est connectée à la face de connexion F_CNX de l’élément optique OPT de façon à être logée dans l’ouverture APT du substrat de support SUB. Plus particulièrement, la face avant F_SNSR de la puce CHP est fixée à la face de connexion F_CNX de l’élément optique OPT, de sorte que le composant optique de la puce CHP est situé en regard de l’élément optique OPT. Ainsi, l’élément optique OPT peut produire l’un des effets mentionnés précédemment sur un rayonnement optique provenant soit du composant optique dans le cas où le composant optique est un émetteur, soit de l’extérieur du circuit intégré IC dans le cas où le composant optique est un récepteur.
En outre, la face de connexion F_CNX de l’élément optique OPT comporte des moyens électriquement conducteurs configurés pour coupler électriquement la puce électronique CHP avec le réseau d’interconnexion INTCNX. Les moyens électriquement conducteurs comportent par exemple des premiers éléments de soudure CP1 et des deuxièmes éléments de soudure CP2 qui sont reliés électriquement ensemble par des pistes métalliques RDL.
Les premiers éléments de soudure CP1 sont soudés avec des éléments de soudure complémentaires de la puce électronique CHP, et les deuxièmes éléments de soudures CP2 sont soudés avec des éléments de soudure complémentaires de la face de montage FM du substrat de support SUB.
Les moyens électriquement conducteurs permettent alors de former un pont électriquement conducteur entre la puce électronique CHP et le substrat de support SUB.
Dans un exemple particulier, les premiers éléments de soudure CP1 peuvent être des piliers de soudure saillants (connus de l’homme du métier par les termes anglosaxons « copper pillar » signifiant « piliers de cuivre » en français) ou éventuellement des billes de soudure, et sont soudés à des surfaces de soudure complémentaires, telles que des pastilles de soudure, prévues sur la face avant F_SNSR de la puce CHP.
Dans un autre exemple particulier, la face avant F_SNSR de la puce électronique CHP peut être munie de bosses, de piliers ou de billes de soudure « complémentaires », et dans ce cas les premiers éléments de soudure CP1 sont des surfaces de soudure (par exemple des pastilles « pad ») prévues sur la face de connexion F_CNX de l’élément optique OPT, sur lesquelles peuvent être soudées les bosses, les piliers ou les billes de soudure complémentaires de la puce électronique CHP.
De façon analogue, les deuxièmes éléments de soudure CP2 peuvent être des bosses ou des piliers de soudure saillants ou éventuellement des billes de soudure, soudés avec des surfaces de soudure PAD (par exemple des pastilles « pad ») complémentaires appartenant à la face de montage FM du substrat support SUB. Les surfaces de soudure complémentaires PAD peuvent correspondre aux pastilles de soudure qui sont reliées électriquement aux bosses de connexion BP par le réseau d’interconnexion INTCNX décrit précédemment.
Dans un autre exemple particulier, la face de montage FM du substrat SUB peut être munie de bosses, de piliers ou de billes de soudure et dans ce cas les deuxièmes éléments de soudure CP2 sont des surfaces de soudure (par exemple des pastilles « pad ») prévues sur la face de connexion F_CNX de l’élément optique OPT, sur lesquels peuvent être soudées les bosses, les piliers ou les billes de soudure complémentaires de la face de montage FM.
Les pistes métalliques RDL (« redistribution layers » en anglais) relient électriquement chacun des premiers éléments de soudure CP1 avec respectivement l’un des deuxièmes éléments de soudure CP2, réalisant ainsi le pont conducteur entre la puce CHP et le réseau d’interconnexion INTCNX.
Arrière-plan technique On connait de l’art antérieur une machine électrique tournante polyphasée utilisée pour convertir de l’énergie électrique en énergie mécanique afin, par exemple, d'entraîner un véhicule automobile. Classiquement, une machine électrique tournante est du type soit à flux électromagnétique axial, soit à flux électromagnétique radial. Par exemple, dans le cas d’une machine électrique à flux électromagnétique axial, la machine électrique comprend un rotor en forme générale de disque disposé entre deux stators également en forme générale de disque. Les stators ont un même nombre prédéterminé de phases et chaque stator comprend un ensemble de bobines raccordées chacune à une des phases. La machine électrique comprend pour chaque stator un interconnecteur comprenant un jeu de barres omnibus destinées à alimenter en courant électrique les bobines du stator. Le nombre de barres omnibus de chaque interconnecteur correspond au nombre de phases du stator.
L’utilisation de deux interconnecteurs et donc de deux jeux de barres omnibus respectivement pour les deux stators présente l’inconvénient d’être encombrante, coûteuse et d’augmenter le poids de la machine électrique.
L’invention a ainsi notamment pour but de fournir une machine électrique qui soit moins encombrante, plus légère et moins coûteuse à fabriquer.
À cet effet, l’invention a pour objet une machine électrique tournante polyphasée à flux électromagnétique axial comprenant : - un rotor intercalé axialement entre des premier et deuxième stators à N phases chacun, chaque stator comprenant un ensemble de bobines appartenant chacune à une des N phases, - un interconnecteur comprenant N barres omnibus annulaires d’alimentation des N phases, au moins une des bobines de chaque phase étant raccordée à une des barres omnibus, caractérisé en ce que les barres omnibus sont communes aux premier et deuxième stators.
Le fait de mettre en commun les barres omnibus, et donc l’interconnecteur, du premier et du deuxième stators permet de ne conserver qu’un seul jeu de barres omnibus, et donc un seul interconnecteur, afin de réduire l’encombrement de la machine électrique, ainsi que son poids et son coût de fabrication.
Le nombre de phases de la machine électrique tournante est différent selon les modes de réalisation. Ce nombre de phases est par exemple égal à trois dans le cas d’une machine électrique tournante triphasée. Selon les modes de réalisation, le nombre de phases peut être supérieur à trois, par exemple égale à six, neuf ou douze.
L’invention peut comporter l’une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, prises seules ou en combinaison.
Avantageusement, la machine électrique tournante comprend en outre au moins un organe isolant électriquement d’entretoisement des barres omnibus de façon à maintenir un écartement axial prédéterminé entre les barres omnibus. Cet organe d’entretoisement permet, de manière simple, d’assurer le maintien d’un écartement axial prédéterminé entre les barres omnibus tout en les isolant électriquement entre elles. L’organe isolant électriquement d’entretoisement peut avoir des formes différentes selon les modes de réalisation. De préférence, cet organe d’entretoisement a une forme de peigne dont les dents, disposées entre les barres omnibus, permettent de maintenir l’écartement axial prédéterminé entre les barres omnibus.
De manière avantageuse, chaque barre omnibus comprend des bornes de connexion communes à une des bobines du premier stator et à une des bobines du deuxième stator. L’utilisation d’une borne de connexion commune aux deux stators permet de réduire l’encombrement de la machine électrique tournante. De préférence, toutes les bornes de connexion de chaque barre omnibus sont communes à une des bobines du premier stator et à une des bobines du deuxième stator. On réduit ainsi encore l’encombrement de la machine électrique tournante.
Avantageusement, les bornes de connexion comprennent un décrochement qui définit un premier niveau de liaison à une extrémité d’une des bobines du premier stator et un deuxième niveau de liaison à une extrémité d’une des bobines du deuxième stator. Ce décrochement permet notamment de faciliter la liaison de la borne de connexion aux extrémités des bobines du premier et du deuxième stators. Plus particulièrement, la présence de décrochement permet de faciliter la liaison de la borne de connexion à l’extrémité d’une des bobines du premier stator en évitant que celle-ci ne soit écrasée contre la borne de connexion, par exemple en lui permettant de s’étendre au moins en partie de l’espace formé par le décrochement. Le premier niveau de liaison et le deuxième niveau de liaison sont décalés axialement.
De manière avantageuse, les extrémités des bobines sont disposées sur les côtés axiaux des premier et deuxième stators qui sont en regard du rotor. Ainsi, on facilite la liaison au premier et au deuxième niveau de liaison entre une borne de connexion et l’extrémité d’une des bobines du premier stator et l’extrémité d’une des bobines du deuxième stator.
Selon un mode de réalisation, les bornes de connexion et les extrémités des bobines de chaque stator sont solidaires au premier niveau de liaison et au deuxième niveau de liaison, notamment par soudage. On obtient ainsi de manière simple une liaison stable et sûre entre les bornes de connexion et les extrémités des bobines. En outre, le soudage présente de bonnes propriétés de résistance aux vibrations.
Avantageusement, chaque barre omnibus comprend un anneau disposé autour du premier stator depuis lequel s’étendent, en direction du deuxième stator, les bornes de connexions. Cette configuration permet de réduire l’encombrement et facilite le procédé de fabrication de la machine électrique. On comprend notamment qu’aucune barre omnibus ne comprend un anneau disposé autour du deuxième stator, libérant ainsi de l’espace et allégeant la machine électrique.
Selon un mode de réalisation, la machine électrique comprend en outre un premier boitier et un deuxième boitier, fixés entre eux, dans lesquels sont agencés les premier et deuxième stators, le rotor et l’interconnecteur, l’interconnecteur et le premier stator étant fixés sur le premier boitier, le deuxième stator étant fixé sur le deuxième boitier, le deuxième boitier comprenant des ouvertures d’accès, chaque borne de connexion s’étendant à travers une des ouvertures d’accès. On facilite ainsi le procédé de fabrication de la machine électrique en permettant un accès aux bornes de connexion s’étendant à travers l’une des ouvertures d’accès lorsque les premier et deuxième boitiers sont fixés entre eux. En particulier, il est possible de réaliser simplement la fixation, par exemple par soudage, entre une borne de connexion s’étendant à travers une ouverture d’accès et une extrémité de bobine du deuxième stator s’étendant également dans cette même ouverture d’accès, lorsque les deux boitiers sont fixés entre eux, en manœuvrant les outils nécessaires à travers l’ouverture d’accès.
Selon un mode de réalisation, le deuxième boitier comprend autant d’ouvertures d’accès que de bornes de connexion. On obtient ainsi un deuxième boitier avec de bonnes propriétés de résistance mécanique puisque les ouvertures d’accès sont plus nombreuses mais de plus petites tailles et séparées de matière participant à la résistance mécanique du boitier.