INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
L’intérêt principal de ce montage est que l’instant de fin de conduction de la première diode D1 correspond à l’instant auquel la tension alternative U0 s’annule en passant d’une alternance négative à une alternance positive, autrement dit au passage à zéro de la tension alternative U0 lors du passage d’une alternance négative à une alternance positive. Ici, comme le conducteur de phase ACP est raccordé électriquement à la première borne de phase P1, l’instant de fin de conduction de la première diode D1 indique donc le passage à zéro de la tension alternative U0 lors du passage d’une alternance négative à une alternance positive. La fréquence de la tension alternative U0 étant connue car égale à la fréquence de la source de tension alternative U0, il suffit au circuit de traitement MC de calculer chaque instant de passage à zéro suivant l’instant de fin de conduction de la première diode D1 par la formule tn = t1 + n.(1 / 2.fs), ou t1 correspond à l’instant de fin de conduction de la première diode D1, n correspond l’une des l’itérations suivantes de l’instant de fin de conduction de la première diode D1, et fs correspond à la valeur de la fréquence de la source de tension alternative U0. Par exemple, si la valeur de la fréquence de la source de tension alternative U0 est égale à 50 Hertz, chaque instant de passage à zéro de la tension alternative U0 sera répété périodiquement toutes les 10 millisecondes à partir de l’instant de fin de conduction de la première diode D1.
Selon une deuxième variante, le dispositif de détection de passage à zéro CS1, CS2, pourrait être constitué d'un comparateur en boucle ouverte non représenté, relié électriquement au conducteur de phase ACP, et dont la sortie est reliée une entrée du circuit de traitement MC. Ce comparateur délivre un signal dont les fronts indiquent le passage par zéro de la tension alternative U0 et permettent dès lors au circuit de traitement MC de synchroniser la commande de l’interrupteur TR par rapport à chaque instant de passage à zéro de la tension alternative U0.
Avantageusement, l’interrupteur TR est formé par un triac ou par deux thyristors montés tête-bêche, c’est-à-dire en connectant la sortie de l’un des deux thyristors à l’entrée de l’autre thyristor et réciproquement.
Dans certains modes de réalisation, le circuit de décharge électronique comprend en outre un circuit de diagnostic qui est configuré pour détecter une durée d'un état de commutation respectif du dispositif de commutation et/ou si une amplitude de tension provoquée par la quantité restante de charge stockée dans le dispositif capacitif dépasse ou tombe en dessous d'une valeur seuil de tension prédéterminée. En d'autres termes, sur la base du circuit de diagnostic, une durée de l'état du dispositif de commutation peut être déterminée et/ou l'état de charge du dispositif capacitif peut être indirectement déterminé sur la base de l'amplitude de tension résultante. Par conséquent, le circuit de diagnostic établit un mécanisme de vérification. Par exemple, si la durée d'un état spécifique du dispositif de commutation est supérieure à une limite de temps prédéterminée, on peut considérer qu'un état de défaillance est présent. En outre, sur la base de l'amplitude de tension déterminée, une mesure de sécurité secondaire est réalisée sur la base de laquelle une procédure de décharge réussie du dispositif capacitif peut être identifiée.
En option, l'amplitude de tension provoquée par la quantité restante de charge stockée dans le dispositif capacitif, qui peut être détectée au moyen du circuit de diagnostic, peut par exemple se référer à une amplitude de tension aux bornes du dispositif de commutation, par exemple, tel qu'un dispositif à thyristor. Puisque cette grandeur de tension peut être détectée par le circuit de diagnostic, on peut également vérifier si la grandeur de tension est supérieure ou inférieure à la valeur seuil du courant de maintien du dispositif à thyristor respectif.
De préférence, le circuit de diagnostic peut également être configuré pour fournir une notification à un composant externe, tel qu'un dispositif de commande ou un circuit de traitement de données. Sur la base de la notification, la durée détectée d'un état respectif du dispositif de commutation et/ou l'amplitude de tension détectée peuvent être déterminées. Par conséquent, une mesure est fournie sur la base de laquelle les actions en aval peuvent dépendre. La fonctionnalité du circuit électrique est grandement améliorée puisqu'il peut également être inclus dans des scénarios de contrôle complexes, comme par exemple pour les routines de défaillance.
Selon un autre aspect, un onduleur pour un dispositif électronique est fourni. L'onduleur comprend un dispositif capacitif et un circuit de décharge électronique tels que décrits précédemment. L'onduleur est couplé à une source de tension de liaison continue.
Dans certains modes de réalisation, l'onduleur peut être configuré pour être utilisé avec un moteur électrique, tel qu'un moteur électrique d'un véhicule électrique à entraînement au moins partiel.
De manière alternative ou cumulative, l'onduleur peut également être configuré pour être utilisé avec d'autres types de dispositifs électroniques, comme par exemple des dispositifs de production d'énergie basés sur la photovoltaïque.
Selon encore un autre aspect, un chargeur embarqué pour un véhicule électrique au moins partiellement motorisé est fourni. Le chargeur embarqué comprend un dispositif capacitif et un circuit de décharge électronique tels que décrits précédemment.
Toutes les caractéristiques et tous les modes de réalisation divulgués en ce qui concerne n'importe quel aspect de la présente divulgation peuvent être combinés seuls ou en (sous-)combinaison avec n'importe lequel des autres aspects de la présente divulgation, y compris chacun de ses modes de réalisation préférés, à condition que la combinaison de caractéristiques qui en résulte soit raisonnable pour une personne compétente dans l'art.
Les aspects qui précèdent et les autres avantages de l'objet revendiqué seront plus facilement appréciés à mesure qu'ils seront mieux compris en se référant à la description détaillée qui suit, en liaison avec les dessins qui l'accompagnent. Dans les dessins,
est un dessin schématique d'un circuit de décharge électronique selon un mode de réalisation de l'invention.
est un dessin schématique d'un onduleur comprenant un circuit de décharge électronique selon un mode de réalisation de l'invention.
La description détaillée présentée ci-dessous en relation avec les dessins annexés, où les numéros similaires font référence à des éléments similaires, est destinée à décrire divers modes de réalisation de l'objet divulgué et n'est pas destinée à représenter les seuls modes de réalisation. Chaque mode de réalisation décrit dans la présente divulgation est fourni uniquement à titre d'exemple ou d'illustration et ne doit pas être interprété comme étant préféré ou avantageux par rapport à d'autres modes de réalisation. Les exemples illustratifs fournis ici ne sont pas destinés à être exhaustifs ou à limiter l'objet revendiqué aux formes précises divulguées. Diverses modifications des modes de réalisation décrits seront facilement apparentes pour les personnes compétentes dans l'art, et les principes généraux définis ici peuvent être appliqués à d'autres modes de réalisation et applications sans s'écarter de l'esprit et de la portée des modes de réalisation décrits. Ainsi, les modes de réalisation décrits ne sont pas limités aux modes de réalisation illustrés, mais doivent se voir accorder le champ d'application le plus large compatible avec les principes et les caractéristiques divulgués ici.
Toutes les caractéristiques divulguées ci-après en ce qui concerne les exemples de réalisation et/ou les figures d'accompagnement peuvent, seules ou en sous-combinaison, être combinées avec des caractéristiques des aspects de la présente divulgation, y compris des caractéristiques de ses modes de réalisation préférés, à condition que la combinaison de caractéristiques qui en résulte soit raisonnable pour une personne compétente dans l'art.
Aux fins de la présente divulgation, l'expression "au moins un élément parmi A, B et C", par exemple, signifie (A), (B), (C), (A et B), (A et C), (B et C) ou (A, B et C), y compris toutes les autres permutations possibles lorsque plus de trois éléments sont énumérés. En d'autres termes, l'expression "au moins un élément parmi A et B" signifie généralement "A et/ou B", à savoir "A" seul, "B" seul ou "A et B".
La est un dessin schématique d'un circuit de décharge électronique 10 selon un mode de réalisation de l'invention.
Le circuit de décharge électronique 10 est couplé à un dispositif capacitif 12 qui est disposé entre une source de tension 14, dans ce cas une source de haute tension, et la masse GND. En conséquence, le dispositif capacitif 12 est chargé par la source de tension 14 par rapport à la masse GND.
Que ce soit pour le premier mode de réalisation ou le deuxième mode de réalisation, le procédé de fabrication s’achève par une étape de protection au cours de laquelle les portions de jonction 36 sont recouvertes du revêtement isolant. Les portions terminales 44 des extrémités 24, 26 des segments médians 20 peuvent également subir une telle étape de protection.
La présente invention propose ainsi un stator dans lequel des épingles sont reliées les unes aux autres par des portions de jonction réalisées par fabrication additive, de telles portions de jonction permettant de faciliter l’usinage du stator notamment en simplifiant des étapes de vrillage des épingles et des étapes d’insertion du bobinage qu’elles participent à constituer au sein d’un corps du stator.
Machine électrique tournante à flux électromagnétique axial, module et procédé d’assemblage associés La présente invention fait partie du domaine des machines électriques tournantes ou moteurs à flux électromagnétique axial, c’est-à-dire dans lesquels le flux électromagnétique circule axialement entre le(s) stator(s) et le(s) rotor(s).
Les machines à flux axial sont de plus en plus utilisées, notamment dans les véhicules électriques ou hybrides, du fait de leur rendement et de leur densité énergétique permettant d’obtenir un moteur ayant un encombrement réduit et un couple important.
Cependant, cette densité énergétique provoque également un échauffement important au niveau des bobines. Il convient donc de limiter cet échauffement de manière à assurer le bon fonctionnement de la machine électrique dans le temps.
Par ailleurs, la configuration des machines électriques à flux électromagnétique axial implique des contraintes mécaniques importantes de sorte que l’assemblage des différents éléments de la machine peut être complexe et difficile pour assurer le bon positionnement des différents éléments.
Il convient donc de trouver une solution permettant d’obtenir une machine électrique tournante à flux électromagnétique axial dont l’assemblage est aisé et permettant de limiter l’échauffement des bobines.
A cet effet, la présente invention concerne une machine électrique tournante à flux électromagnétique axial comprenant : - un stator comprenant une pluralité de bobines, - un premier rotor et un deuxième rotor disposés de part et d’autre du stator, - un arbre de transmission sur lequel sont fixés le premier rotor et le deuxième rotor, - un palier comprenant : - un logement central configuré pour recevoir l’arbre de transmission et au moins un roulement de guidage, de préférence deux roulements de guidage, - un logement intermédiaire disposé autour du logement central et recevant les bobines du stator, - un logement périphérique disposé autour du logement intermédiaire et recevant un dispositif de refroidissement des bobines du stator.
Une telle machine électrique tournante permet, notamment par la géométrie du palier, d’obtenir une structure compacte dont le montage est aisé et permettant un refroidissement efficace des bobines.
Selon un autre aspect de la présente invention, la machine électrique comprend également un boîtier de forme générale cylindrique positionné au moins partiellement autour du palier et fixé au palier dans laquelle le dispositif de refroidissement des bobines comprend un canal de refroidissement des bobines formé par l’assemblage du boîtier sur le palier et dans lequel est apte à circuler un fluide de refroidissement.
Alternativement le canal de refroidissement des bobines peut être ménagé dans le palier, le logement périphérique formant alors le canal de refroidissement. La géométrie du boîtier peut alors être différente.
Selon un autre aspect de la présente invention, au moins l’un du palier ou du boîtier comprend une gorge périphérique configuré pour recevoir un joint torique configuré pour assurer l’étanchéité du canal de refroidissement des bobines.
Selon un autre aspect de la présente invention, le boîtier comprend un premier connecteur hydraulique et un deuxième connecteur hydraulique reliés fluidiquement au canal de refroidissement des bobines via respectivement un orifice d’entrée et un orifice de sortie du canal de refroidissement des bobines. Les connecteurs hydrauliques sont configurés pour assurer l’entrée et la sortie d’un fluide de refroidissement dans le canal de refroidissement. Les connecteurs hydrauliques sont par exemple reliés à un circuit de refroidissement comprenant des moyens de circulation d’un fluide de refroidissement tels qu’une pompe et un échangeur de chaleur.
Selon un autre aspect de la présente invention, l’orifice d’entrée et l’orifice de sortie sont disposés de manière adjacente selon une direction circonférentielle, et le canal de refroidissement des bobines comprend une première paroi s’étendant axialement disposée entre l’orifice d’entrée et l’orifice de sortie pour forcer le passage du fluide de refroidissement dans le canal de refroidissement des bobines tout autour de l’ensemble des bobines.
Selon un autre aspect de la présente invention, la machine électrique comprend également un onduleur configuré pour alimenter les bobines, l’onduleur étant fixé sur le boîtier et le boîtier comprenant un canal de refroidissement de l’onduleur ménagé dans une face axiale du boîtier et s’étendant autour d’une partie centrale recevant l’arbre de transmission.
Le procédé comprend une première étape S1 de détection de passage à zéro de la tension alternative U0.
Avantageusement, la première étape S1 peut être mise en œuvre à partir d’un instant tc prédéterminé. Avantageusement, la mise en œuvre de la première étape S1 est mise en œuvre par le circuit de traitement MC de l’unité électronique de contrôle CC lorsque le circuit de traitement MC détecte à l’instant tc l’accomplissement d’une condition prédéterminée ou d’une combinaison de conditions prédéterminées. Par exemple, le circuit de traitement MC peut déclencher la mise en œuvre de la première étape S1 lorsqu’une première condition d’arrêt du moteur électrique MOT est remplie, et qu’une deuxième condition de changement de position du commutateur K est remplie. Le changement de position du commutateur K peut être détecté par le circuit de traitement MC lorsque la séquence de commutation instantanée de la première diode D1 à la deuxième diode D2 change en une séquence de commutation instantanée de la deuxième diode D2 à la première diode D1, signifiant ainsi un basculement de la deuxième position fermée du commutateur K à la première position fermée du commutateur K. Une condition de déclenchement de la mise en œuvre de la première étape S1 peut aussi être la réception d’un ordre de commande reçu par le circuit de réception d’ordres à distance pilotant l’unité électronique de contrôle CC.
Avantageusement, la première étape S1 comprend une première sous-étape S11 de détermination de l’identité de l’enroulement principal du moteur électrique MOT, une deuxième sous-étape S12 de détection d’un premier instant de passage à zéro de la tension alternative U0, puis une troisième sous-étape S13 de détermination des instants de passage à zéro de la tension alternative U0 suivants le premier instant de passage à zéro de la tension alternative U0 détecté lors de la deuxième sous-étape S12. Lors de la première sous-étape S11 de détermination de l’identité de l’enroulement principal, le circuit de traitement MC peut lire dans la mémoire une donnée indiquant l’identité de l’enroulement principal, ou analyser l’ordre de commutation instantanée de la première diode D1 et de la deuxième diode D2.
Avantageusement, la première étape S1 peut être mise en œuvre à tout moment précédent l’exécution de la deuxième étape S2.
Avantageusement, la première étape S1 peut être répétée périodiquement pendant l’exécution de la deuxième étape S2 et/ou de la troisième étape S3, permettant ainsi à l’unité électronique de contrôle CC de s’adapter automatiquement lorsque la fréquence de la source de tension alternative U0 varie au cours du temps.
Le procédé de démarrage comprend, en outre, une deuxième étape S2 dans laquelle l’unité électronique de contrôle CC commande, pendant une période de démarrage T3, l’interrupteur TR en angle de phase par rapport à la tension alternative U0.
Avantageusement, l’angle de phase est compris entre un vingtième (π/10) et un huitième (π/4) d’une période de la tension alternative U0.
Avantageusement, la commande de l’interrupteur TR en angle de phase est constituée d’une première série d’impulsions PL1, chaque impulsion de la première série d’impulsions PL1 étant émise en angle de phase par rapport à chaque instant de passage à zéro de la tension alternative U0, et ayant une largeur PW1 adaptée pour maintenir l’interrupteur TR dans un état fermé entre chaque impulsion de la première série d’impulsions PL1. Bien connue de la personne du métier, l’émission d’une impulsion en angle de phase par rapport à tension alternative d’alimentation signifie que l’impulsion est émise en retard d’une durée prédéterminée par rapport à l’instant de passage à zéro de la tension alternative. Comme illustré à la figure n°4, chaque impulsion de la première série d’impulsion PL1 est émise avec un retard d’une durée prédéterminée T1 par rapport à l’instant correspondant de passage à zéro de la tension alternative U0.
Avantageusement, la première largeur PW1 est déterminée de sorte qu’un courant Im traversant le moteur à un instant correspondant au front descendant de chaque impulsion de la première série d’impulsion PL1 soit supérieur au courant de maintien iL de l’interrupteur TR, l’interrupteur TR étant constitué d’un triac ou de deux thyristors montés tête-bêche.
Pendant la période de démarrage T3, le circuit résistif CR est alimenté électriquement par l’énergie électrique présente à première borne de phase P1 et à la deuxième borne de phase P2, l’énergie électrique disponible à chaque instant décalé de la durée T1 par rapport à l’instant de passage à zéro de la tension alternative U0 étant strictement supérieure à l’énergie disponible pendant la période de démarrage T3 à chaque instant de passage à zéro de la tension alternative U0. De cette manière, l’interrupteur TR est maintenu dans un mode sous-alimenté dans lequel il reçoit une énergie électrique du circuit résistif CR juste suffisante pour le maintenir actif pendant la période de démarrage T3.
Avantageusement, la largeur PW1 de chaque impulsion de la première série d’impulsions PL1 peut être fixée à une valeur comprise entre 0,2 millisecondes et 0,5 millisecondes.
La deuxième étape S2 peut être constituée d’une première sous-étape S21 dans laquelle une première impulsion est émise avec un retard prédéterminé T1 par rapport à un premier instant de passage à zéro de la tension alternative U0, puis d’une deuxième sous-étape S22 dans laquelle, pendant une durée prédéterminée T3-T1 chaque impulsion suivant la première impulsion est émise périodiquement à un intervalle prédéterminé T2, l’intervalle prédéterminé T2 correspondant à la durée entre chaque instant de passage à zéro de la tension alternative U0.
Avantageusement, la période de démarrage T3 est déterminée de sorte que l’entrainement en rotation du moteur électrique MOT soit amorcé pendant la période de démarrage T3, autrement dit de sorte que le rotor du moteur électrique MOT ait vaincu le couple de démarrage du moteur électrique MOT. Dans l’exemple de la figure n°4, la première série d’impulsions PL1 comprend six impulsions de commande de l’interrupteur TR. A cet effet, la période de démarrage T3 peut être fixée à une durée supérieure à 40 millisecondes, par exemple égale 100 millisecondes, ce qui correspond à un nombre d’impulsions PL1 émises supérieur à 4 et par exemple égal à 10.
Le procédé de démarrage comprend, en outre, une troisième étape S3 dans laquelle l’unité électronique de contrôle CC commande, suite à la période de démarrage T3, l’interrupteur TR en pleine onde par rapport à la tension alternative U0. La commande de l’interrupteur TR en pleine onde permet notamment de réduire les émissions électromagnétiques du moteur électrique MOT, et ainsi de rendre la commande du moteur électrique MOT conforme aux normes en vigueur.
Avantageusement, la commande de l’interrupteur TR en pleine onde est constituée d’une deuxième série d’impulsions PL2. Chaque impulsion de la deuxième série d’impulsions PL2 est émise en synchronisme avec chaque instant de passage à zéro de la tension alternative U0. Chaque impulsion de la deuxième série d’impulsions PL2 présente une largeur PW2 adaptée pour maintenir l’interrupteur TR dans un état fermé entre chaque impulsion de la deuxième série d’impulsions PL2.
Avantageusement, la première largeur PW1 est déterminée de sorte qu’un courant Im traversant le moteur à un instant correspondant au front descendant de chaque impulsion de la deuxième série d’impulsion PL2 soit supérieur au seuil de courant de maintien iL de l’interrupteur TR, l’interrupteur TR étant constitué d’un triac ou de deux thyristors montés tête-bêche.
Du fait qu’elle est fabriquée dans une pièce distincte du carter 60 il est possible qu’un secteur d’écoulement 28 du déflecteur 20, comprenant notamment la protrusion axiale 21, soit agencée, radialement par rapport au premier axe de rotation X plus proche de l’axe de rotation X que la périphérie radialement externe du premier palier 66. Ce secteur d’écoulement 28 de la rampe 25 correspond ici à une zone d’extrémité de la rampe.
Selon l’un des aspects de l’invention, le conduit transversal s’étend de manière radiale.
En variante, le conduit transversal s’étend suivant une direction différente d’une direction radiale.
Par exemple, le conduit transversal s’étend suivant un segment de droite qui est oblique par rapport à une direction radiale, ou le conduit transversal accomplit un ou plusieurs virages auquel cas il n’est pas rectiligne.
Selon l’un des aspects de l’invention, le rotor comprend une pluralité de conduits transversaux se raccordant au conduit axial par plusieurs orifices de jonction, de sorte que le rotor soit pourvu d’une pluralité d’orifices de sortie de fluide communiquant avec ces conduits transversaux.
Selon l’un des aspects de l’invention, le ou les conduits transversaux comportent chacun un seul orifice de sortie de fluide, à une extrémité de ce conduit transversal.
En variante, le ou les conduits transversaux comportent chacun plusieurs orifices de sortie de fluide, disposés le long de ce conduit transversal, à pas constant entre orifices de sortie de fluide ou à pas variable entre orifices de sortie de fluide.
Selon l’un des aspects de l’invention, le rotor comprend une platine liée à l’arbre rotatif creux, et le conduit transversal est porté par la platine.
Selon l’un des aspects de l’invention, le conduit transversal est formé dans l’épaisseur de cette platine.
Selon l’un des aspects de l’invention, le conduit transversal est formé par un creusement dans l’épaisseur de la platine.
Selon l’un des aspects de l’invention, le conduit transversal est une pièce fixée sur la platine.
Selon l’un des aspects de l’invention, cette pièce comprend une tubulure fixée sur la platine.
Selon l’un des aspects de l’invention, la platine porte des aimants.
Selon l’un des aspects de l’invention, la platine comporte des branches entre les aimants et l’une au moins de ces branches comprend le conduit transversal.
Selon l’un des aspects de l’invention, ces branches sont radiales.