FR3144445A1 - Machine électrique tournante à flux électromagnétique axial, module et procédé d’assemblage associés - Google Patents

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FR3144445A1 FR2214239A FR2214239A FR3144445A1 FR 3144445 A1 FR3144445 A1 FR 3144445A1 FR 2214239 A FR2214239 A FR 2214239A FR 2214239 A FR2214239 A FR 2214239A FR 3144445 A1 FR3144445 A1 FR 3144445A1
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Khadija El Baraka
Svetislav Jugovic
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Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
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Abstract

Machine électrique tournante à flux électromagnétique axial, module et procédé d’assemblage associés La présente invention concerne une machine électrique tournante à flux électromagnétique axial (1, 1’) comprenant :- un stator (6) comprenant une pluralité de bobines (11),- un premier (7a) et un deuxième (7b) rotors disposés de part et d’autre du stator (6), - un arbre de transmission (3) sur lequel sont fixés le premier (7a) et le deuxième (7b) rotors,- un palier (5) comprenant :- un logement central (5a) configuré pour recevoir l’arbre de transmission (3) et deux roulements de guidage (9a, 9b),- un logement intermédiaire (5b) disposé autour du logement central (5a) et recevant les bobines (11) du stator (6),- un logement périphérique (5c) disposé autour du logement intermédiaire (5b) et recevant un dispositif de refroidissement des bobines (11) du stator (6). Figure d’abrégé : Fig. 1

Description

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.
Selon un autre aspect de la présente invention, la machine électrique comprend une première liaison fluidique et une deuxième liaison fluidique permettant la mise en communication fluidique entre le canal de refroidissement des bobines et le canal de refroidissement de l’onduleur, le fluide de refroidissement étant apte à parcourir le canal de refroidissement de l’onduleur et le canal de refroidissement des bobines entre le premier connecteur hydraulique et le deuxième connecteur hydraulique.
Selon un autre aspect de la présente invention, le boîtier comprend une deuxième paroi s’étendant radialement entre la première liaison fluidique et la deuxième liaison fluidique pour forcer le passage du fluide de refroidissement dans le canal de refroidissement de l’onduleur tout autour de l’arbre de transmission.
Selon un autre aspect de la présente invention, le palier comprend une pluralité de parois radiales disposées entre les bobines dans le logement intermédiaire et configurées pour accroître les échanges thermiques entre les bobines et le fluide de refroidissement circulant dans le canal de refroidissement des bobines.
Selon un autre aspect de la présente invention, les bobines sont réalisées par des bobinages enroulés sur des dents et dans laquelle les dents sont fixées sur un interconnecteur, l’ensemble comprenant l’interconnecteur et les bobines étant positionné dans le logement intermédiaire du palier.
Selon un autre aspect de la présente invention, l’interconnecteur comprend des terminaux configurés recevoir un courant d’alimentation des bobines et dans laquelle le palier comprend des connecteurs configurés d’une part pour venir en contact avec les terminaux de l’interconnecteur et d’autre part pour être reliés à un onduleur d’alimentation.
Selon un autre aspect de la présente invention, le palier comprend également un capteur de température et au moins un capteur de position des rotors et des connecteurs associés auxdits capteurs de température et position configurés pour permettre l’alimentation et/ou la transmission des signaux de mesure desdits capteurs de température et de position.
Selon un autre aspect de la présente invention, le fluide de refroidissement est de l’eau ou de l’eau glycolée.
Selon un autre aspect de la présente invention, la structure du palier est réalisée en matière plastique ou en aluminium, notamment en aluminium anodisé.
La présente invention concerne également un module comprenant une machine électrique telle que décrite précédemment et un réducteur mécanique couplé en rotation à l’arbre de transmission.
La présente invention concerne également un procédé d’assemblage d’une machine électrique tournante à flux électromagnétique axial telle que décrite précédemment comprenant les étapes suivantes :
- enroulement de bobines sur les dents,
- fixation des bobines sur l’interconnecteur,
- positionnement de l’arbre de transmission et des roulements dans le logement central du palier,
- positionnement des bobines et de l’interconnecteur dans le logement intermédiaire du palier,
- positionnements des rotors sur l’arbre de transmission, de part et d’autre du palier,
- positionnement et assemblage du boîtier sur le palier.
Selon un autre aspect de la présente invention, le procédé d’assemblage comprend également les étapes suivantes :
- positionnement et serrage de collier de maintien axial sur l’arbre de transmission à l’extérieur de rotors,
- fixation d’un capot de fermeture sur le palier du côté opposé au boîtier.
- assemblage de connecteurs associés à l’alimentation des bobines ou à des capteurs de température et/ou de position sur le palier.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
représente une vue schématique éclatée d’une machine électrique tournante selon un premier mode de réalisation de la présente invention ;
représente une vue schématique en perspective des bobines et de l’interconnecteur de la machine électrique tournante de la ;
représente une vue schématique en perspective des bobines et de l’interconnecteur de la à l’état assemblé ;
représente une vue schématique en perspective de la structure du palier de la ;
représente une vue schématique en perspective de la structure du palier et des bobines ;
représente une vue en coupe de la machine électrique tournante de la ;
représente une vue schématique en perspective de la structure du palier de la ;
représente un organigramme des étapes d’un procédé d’assemblage d’une machine électrique tournante ;
représente une vue schématique en perspective et partiellement en transparence d’une machine électrique tournante selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention ;
représente une vue schématique en perspective du palier de la machine électrique tournante de la ;
Dans ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.
La présente invention concerne une machine électrique tournante (ou moteur électrique) à flux électromagnétique axial, c’est-à-dire une machine dans laquelle le stator et le rotor sont disposés de sorte à créer un champ électromagnétique s’étendant selon une direction parallèle à la direction axiale (relative à un axe de rotation du rotor). La présente invention vise plus particulièrement une machine électrique tournante à flux électromagnétique comprenant un stator et deux rotors disposés de part et d’autre du stator. La machine électrique tournante peut être utilisée dans un véhicule automobile, notamment pour la propulsion d’un véhicule électrique ou hybride.
La représente une vue éclatée d’une telle machine électrique tournante 1. La machine électrique tournante 1 comprend un arbre de transmission 3 autour duquel sont positionnés un palier central 5 comprenant le stator 6, un premier rotor 7a et un second rotor 7b. Le premier rotor 7a et le second rotor 7b sont positionnés axialement de part et d’autre du stator 6. Les rotors 7a, 7b comprennent par exemple un ensemble d’aimants permanents disposés sur la face en regard avec le stator 6.
L’arbre de transmission 3 est par exemple un arbre étagé comprenant plusieurs diamètres différents, notamment un diamètre central D1 plus important, des diamètres intermédiaires D2 inférieurs au diamètre central D1 et des diamètres extrémaux D3 inférieurs aux diamètres intermédiaires.
Le palier 5 comprend un logement central 5a configuré pour recevoir l’arbre de transmission 3 et deux roulements 9a et 9b de guidage de l’arbre de transmission 3. Les roulements 9a, 9b sont par exemple des roulements à billes. Les roulements 9a, 9b viennent par exemple se positionner autour des diamètres intermédiaires D2 de l’arbre de transmission 3. Les roulements 9a, 9b sont par exemple montés en force d’un côté et de l’autre du logement central 5a du palier 5.
Le palier 5 comprend également un logement intermédiaire 5b disposé autour du logement central 5a. Le logement intermédiaire 5b est configuré pour recevoir des bobines 11 et un interconnecteur 13 formant le stator 6. Les bobines 11 sont par exemple formés par des enroulements autour de dents, les différentes dents étant fixées sur l’interconnecteur 13 qui assure les connexions électriques entre les différentes bobines 11. Les figures 2 et 3 représentent un exemple de réalisation du stator 6 comprenant 16 dents fixées sur l’interconnecteur 13 et réparties circulairement. Cependant, un nombre de dents (et donc de bobines 11) différent peut être utilisé. Les bobines 11 sont configurées pour venir se positionner autour du logement central 5a du palier 5. Le logement intermédiaire 5b peut comprendre des parois radiales 50 mieux visibles sur les figures 4 et 5. Les parois radiales 50 sont disposées entre les dents du stator 6.
Le palier 5 comprend également un logement périphérique 5c disposé autour du logement intermédiaire 5b. Le logement périphérique 5c est configuré pour recevoir un dispositif de refroidissement des bobines 11 du stator 6, dans le cas présent, une partie d’un dispositif de refroidissement.
La machine électrique tournante 1 comprend également un boîtier 15 de forme générale cylindrique. Le boîtier 15 comprend également une paroi refermant l’une des extrémités du cylindre. Le boîtier 15 est configuré pour venir se positionner au moins partiellement autour du palier 5 et pour être fixé au palier 5. L’assemblage du boîtier 15 sur le palier 5 permet de refermer le logement périphérique 5c pour former un canal de refroidissement 19 des bobines 11 (mieux visible sur la vue en coupe de la ) s’étendant autour du logement intermédiaire 5b renfermant les bobines 11. Le canal de refroidissement 19 est apte à recevoir un fluide de refroidissement tel que de l’eau ou de l’eau glycolée. Le boîtier 15 peut être fixé au palier 5 par des vis 21 mais d’autres moyens de fixation peuvent également être utilisés.
Le palier 5 et/ou le boîtier 15 peuvent comprendre une ou des gorge(s) périphérique(s) 17 configurée(s) pour recevoir un joint torique 23 pour assurer l’étanchéité du canal de refroidissement 19 des bobines 10. Le boitier est soudée sur le palier, notamment par soudage, notamment par soudage par friction malaxage.
Le boîtier 15 comprend également un premier et un deuxième connecteurs hydrauliques 25a et 25b reliés fluidiquement au canal de refroidissement 19 des bobines 11 via respectivement un orifice d’entrée 27a et un orifice de sortie 27b du canal de refroidissement des bobines 11. Le premier connecteur hydraulique 25a est configuré pour permettre l’arrivée du fluide de refroidissement dans le canal de refroidissement 19 des bobines 11 via l’orifice d’entrée 27a et le deuxième connecteur hydraulique 25b est configuré pour permettre l’évacuation du fluide de refroidissement hors du canal de refroidissement 19 des bobines 11via l’orifice de sortie 27b après avoir circulé à l’intérieur du canal de refroidissement 19 depuis le premier connecteur 25a.
Les premier connecteur 25a et deuxième connecteur 25b sont par exemple connectés fluidiquement à un circuit de refroidissement comprenant une pompe permettant la circulation du fluide de refroidissement dans le circuit de refroidissement et un échangeur de chaleur permettant de refroidir le fluide de refroidissement, par exemple un radiateur de face avant de véhicule automobile.
L’orifice d’entrée 27a et l’orifice de sortie 27b peuvent être positionnés de manière adjacente selon une direction circonférentielle comme représenté sur la . Dans ce cas, le logement périphérique 5c peut comprendre une première paroi 29 (visible sur la ) s’étendant axialement et disposée entre l’orifice d’entrée 27a et l’orifice de sortie 27b pour empêcher le fluide de refroidissement d’aller directement de l’orifice d’entrée 27a à l’orifice de sortie 27b sans avoir circulé dans le canal de refroidissement 19 autour des bobines 11.
D’autres configurations pour les orifices d’entrée 27a et de sortie 27b et pour la première paroi 29 peuvent être envisagées.
Le palier 5 comprend également un premier connecteur électrique 31 relié électriquement à des terminaux 33 de l’interconnecteur 13. Le connecteur électrique 31 est configuré pour recevoir un courant d’alimentation des bobines 11 issu par exemple d’un onduleur de courant.
Le palier 5 peut également comprendre des capteurs (non représentés) tels qu’un capteur de température et au moins un capteur de position des rotors 7a, 7b et un connecteur 35 associé auxdits capteurs de température et position. Le connecteur 35 est configuré pour permettre l’alimentation et/ou la transmission des signaux de mesure desdits capteurs de température et de position.
La machine électrique tournante 1 peut également comprendre un premier collier 37a et un deuxième collier 37b de maintien axial 37a, 37b disposés sur l’arbre de transmission 3 à l’extérieur du premier et du deuxième rotors 7a et 7b pour maintenir axialement les rotors 7a, 7b en position.
La machine électrique tournante 1 peut également comprend un capot de fermeture 39 disposé du côté opposé au boîtier 15. Le capot de fermeture 39 est fixé au palier 5, par exemple via des vis de fixation 41 (d’autres moyens de fixation peuvent également être utilisés). Le capot de fermeture 39 présente par exemple une ouverture centrale 43 pour permettre le passage de l’arbre de transmission 3. Alternativement, une ouverture centrale peut être ménagée dans le boîtier 15 pour permettre la saillie de l’arbre de transmission 3.
Selon une variante de réalisation non représentée de la machine électrique tournante 1 présentée précédemment, le canal de refroidissement 19 des bobines 11 est ménagé dans le palier 5, le logement périphérique 5c est alors un logement fermé. Les connecteurs hydrauliques 25a, 25b sont alors positionnés sur le palier 5 et le boîtier 15 peut être un simple capot de fermeture similaire au capot de fermeture 39. La machine électrique tournante 1 peut être par ailleurs similaire à la variante de réalisation présentée précédemment.
La structure du palier 5 est par exemple réalisée en aluminium, notamment en aluminium anodisé, ou dans un matériau plastique.
Les bobines 11 peuvent être noyées partiellement ou complètement dans une résine, par exemple de l’époxy ayant un coefficient de conduction thermique élevé, par exemple supérieur à 3W/m K. L’epoxy a une bonne adhésion sur le stator et son support et sur le boitier ce qui permet d’améliorer les propriétés mécaniques de la machine électrique.
La présente invention concerne également un procédé d’assemblage d’une machine électrique tournante à flux électromagnétique axial tel que décrite précédemment. La représente un organigramme des différentes étapes du procédé d’assemblage.
La première étape 101 concerne l’enroulement de fils de bobinage autour de dents pour former les bobines 11. Les bobines 11 ainsi formées sont par exemple au nombre de 16 mais un nombre différent de bobines 11 est également envisageable.
La deuxième étape 102 concerne la fixation des bobines 11 obtenues à l’étape 101 sur un interconnecteur 13. La fixation est par exemple réalisée par encliquetage des dents sur l’interconnecteur 13. Alternativement, les dents peuvent être disposées sur l’interconnecteur 13 et maintenues axialement par leur positionnement entre un fond du logement intermédiaire 5b et l’interconnecteur 13.
La troisième étape 103 concerne le positionnement de l’arbre de transmission 3 et des roulements de guidage 9a, 9b dans le logement central 5a du palier 5, les roulements de guidage 9a, 9b venant se positionner entre le palier 5 et l’arbre de transmission 3, d’un côté et de l’autre du palier 5. Les roulements de guidage 9a, 9b sont par exemple montés en force dans le logement central 5a.
La quatrième étape 104 concerne le positionnement de l’ensemble comprenant les bobines 11 et l’interconnecteur 13 dans le logement intermédiaire 5b du palier 5. L’ensemble est par exemple monté en force dans le logement intermédiaire 5b.
La cinquième étape 105 concerne le positionnement des rotors 7a, 7b sur l’arbre de transmission 3, de part et d’autre du palier 5. Les rotors 7a, 7b sont par exemple montés en force autour de l’arbre de transmission 3.
La sixième étape 107 concerne le positionnement et l’assemblage du boîtier 15 sur le palier 5. L’assemblage est par exemple réalisé par une translation axiale du boîtier 15 vers le palier 5. Le boîtier 15 est ensuite fixé au palier 5, par exemple par des vis 21.
Le procédé d’assemblage peut également comprendre les étapes suivantes :
- une étape 106 de positionnement et serrage des colliers de maintien 37a et 37b sur l’arbre de transmission à l’extérieur des rotors 7a, 7b,
- une étape 108 de fixation d’un capot de fermeture 39 sur le palier 5 du côté opposé au boîtier 15,
- une étape 109 d’assemblage de connecteurs électriques 31 associés à l’alimentation des bobines 11 sur le palier 5 et d’assemblage de connecteurs 35 associés à des capteurs de température et/ou de position sur le palier 5.
Il est à noter que l’ordre des étapes peut être différent de l’ordre présenté sur l’organigramme de la .
Un tel procédé d’assemblage permet d’obtenir une machine électrique tournante à flux électromagnétique axial 1 de manière simple avec un nombre d’étapes réduite et ne nécessitant pas de machine spécifique pour positionner correctement les différents éléments les uns par rapport aux autres.
Ainsi, en fonctionnement, l’alimentation des bobines 11 permet de créer un champ électromagnétique entraînant la rotation des rotors 7a, 7b et donc de l’arbre de transmission 3. De plus, la circulation d’un fluide de refroidissement à travers le canal de refroidissement 19 via les connecteur hydrauliques 25a, 25b permet de limiter l’échauffement des bobines 11. Les parois radiales 50 du palier 5 permettent notamment de maximiser les échanges thermiques entre les bobines 11 et le fluide de refroidissement circulant dans le canal de refroidissement 19 des bobines 11.
Selon un autre mode de réalisation représenté sur la , la machine électrique tournante 1’ comprend également un onduleur de courant 51 intégré dans le boîtier 15’. L’onduleur de courant 51 comprend, par exemple, un circuit imprimé (« printed circuit bord (PCB) » en anglais) réalisé sous la forme d’un disque qui s’étend radialement autour de l’arbre de transmission 3 et vient se positionner dans un logement dédié du boitier 15’. L’onduleur de courant 51 est utilisé pour l’alimentation des bobines 11. Le boîtier 15’ comprend également un connecteur électrique 52 d’alimentation de l’onduleur de courant 51.
De plus, afin de limiter l’échauffement de l’onduleur de courant 51, la machine électrique tournante 1’ peut également comprendre un canal de refroidissement 53 de l’onduleur de courant 51. Le canal de refroidissement 53 de l’onduleur de courant 51 est par exemple ménagé dans une face axiale du boîtier 15’ et s’étend autour d’une partie centrale recevant l’arbre de transmission 3. Le canal de refroidissement 53 de l’onduleur de courant 51 est ainsi placé de manière adjacente et en regard axialement à l’onduleur de courant 51.
De plus, le boîtier 15’ comprend une première liaison fluidique 55a reliant un premier connecteur hydraulique 25a’ à l’entrée du canal de refroidissement 53 de l’onduleur 51 et une deuxième liaison fluidique 55b reliant la sortie du canal de refroidissement 53 de l’onduleur 51 et l’orifice d’entrée 27a du canal de refroidissement 19 des bobines 11. Le fluide de refroidissement est ainsi apte à parcourir le canal de refroidissement 53 de l’onduleur 51 puis le canal de refroidissement 19 des bobines 11 entre le premier connecteur hydraulique 25a’ et un deuxième connecteur hydraulique 25b’ en communication fluidique avec l’orifice de sortie 27b du canal de refroidissement 19 des bobines 11. Le canal de refroidissement 53 de l’onduleur 51 est donc en communication fluidique avec le canal de refroidissement 19 des bobines 11. La circulation du fluide de refroidissement dans le canal de refroidissement 53 de l’onduleur 51 depuis le premier connecteur hydraulique 25a’ puis dans le canal de refroidissement 19 des bobines 11 jusqu’au deuxième connecteur hydraulique 25b’ est schématisée par le trait fléché de la .
Le canal de refroidissement 53 de l’onduleur 51 comprend par exemple une deuxième paroi 54 disposée entre la première liaison fluidique 55a et la deuxième liaison fluidique 55b et s’étendant radialement (voire axialement si nécessaire) pour empêcher le fluide de refroidissement de passer directement de la première liaison fluidique 55a à la deuxième liaison fluidique 55b sans parcourir le canal de refroidissement 53 de l’onduleur 51 autour de l’arbre de transmission 3.
La machine électrique tournante 1’ peut être par ailleurs similaire au mode de réalisation précédent présenté sur les figures 1 à 7.
De plus, les étapes du procédé d’assemblage présentées sur l’organigramme de la peuvent également s’appliquer à ce deuxième mode de réalisation présenté sur les figures 9 et 10.
La présente invention concerne également un module comprenant une machine électrique tournante 1, 1’ selon l’un des modes de réalisation présentés précédemment et un réducteur mécanique couplé en rotation à l’arbre de transmission 3 de la machine électrique tournante 1, 1’. Le réducteur mécanique peut être couplé à l’arbre de transmission 3 à son extrémité faisait saillie hors du capot de fermeture 39 via l’ouverture 43. Le réducteur mécanique permet d’adapter la vitesse de rotation et le couple fourni par l’arbre de transmission 3 en fonction de l’application utilisée pour le module.
Ainsi, l’utilisation d’un palier 5 configuré pour recevoir l’arbre de transmission 3 dans un logement central 5a, les bobines 11 dans un logement intermédiaire 5b et le dispositif de refroidissement 19 des bobines 11 dans un logement périphérique 5c permet d’obtenir une machine électrique tournante 1, 1’ compacte, facile à assembler tout en assurant un refroidissement efficace des bobines 11.

Claims (11)

  1. Machine électrique tournante à flux électromagnétique axial (1, 1’) comprenant :
    - un stator (6) comprenant une pluralité de bobines (11),
    - un premier rotor (7a) et un deuxième rotor (7b) disposés de part et d’autre du stator (6),
    - un arbre de transmission (3) sur lequel sont fixés le premier rotor (7a) et le deuxième rotor (7b),
    - un palier (5) comprenant :
    - un logement central (5a) configuré pour recevoir l’arbre de transmission (3) et au moins un roulement de guidage (9a, 9b), de préférence deux roulements de guidage,
    - un logement intermédiaire (5b) disposé autour du logement central (5a) et recevant les bobines (11) du stator (6),
    - un logement périphérique (5c) disposé autour du logement intermédiaire (5b) et recevant un dispositif de refroidissement (19) des bobines (11) du stator (6).
  2. Machine électrique (1, 1’) selon la revendication 1 comprenant également un boîtier (15, 15’) de forme générale cylindrique positionné au moins partiellement autour du palier (5) et fixé au palier dans laquelle le dispositif de refroidissement (19) des bobines (11) comprend un canal de refroidissement (19) des bobines (11) formé par l’assemblage du boîtier (15, 15’) sur le palier (5) et dans lequel est apte à circuler un fluide de refroidissement.
  3. Machine électrique (1, 1’) selon la revendication 2 dans laquelle le boîtier (15, 15’) comprend un premier connecteur hydraulique (25a) et un deuxième connecteur hydraulique (25b) reliés fluidiquement au canal de refroidissement (19) des bobines (11) via respectivement un orifice d’entrée (27a) et un orifice de sortie (27b) du canal de refroidissement (19) des bobines (11).
  4. Machine électrique (1, 1’) selon la revendication 3 dans laquelle l’orifice d’entrée (27a) et l’orifice de sortie (27b) sont disposés de manière adjacente selon une direction circonférentielle et dans laquelle le canal de refroidissement (19) des bobines (11) comprend une première paroi (29) s’étendant axialement disposée entre l’orifice d’entrée (27a) et l’orifice de sortie (27b).
  5. Machine électrique (1’) selon l’une des revendications 2 à 4 comprenant également un onduleur (51), l’onduleur (51) étant fixé sur le boîtier (15’) et dans laquelle le boîtier (15’) comprend un canal de refroidissement (53) de l’onduleur (51) ménagé dans une face axiale du boîtier (15’) et s’étendant autour d’une partie centrale recevant l’arbre de transmission (3).
  6. Machine électrique (1’) selon la revendication précédente comprenant une première liaison fluidique (55a) et une deuxième liaison fluidique (55b) permettant la mise en communication fluidique entre le canal de refroidissement (19) des bobines (11) et le canal de refroidissement (53) de l’onduleur (51), le fluide de refroidissement étant apte à parcourir le canal de refroidissement (53) de l’onduleur (51) et le canal de refroidissement (19) des bobines (11) entre le premier (25a’) et le deuxième (25b’) connecteurs hydrauliques.
  7. Machine électrique (1’) selon la revendication précédente dans laquelle le boîtier (15’) comprend une deuxième paroi (54) s’étendant radialement entre la première liaison fluidique (55a) et la deuxième liaison fluidique (55b).
  8. Machine électrique (1, 1’) selon l’une des revendications précédentes dans laquelle le palier (15, 15’) comprend une pluralité de parois radiales (50) disposées entre les bobines (11) dans le logement intermédiaire (5b).
  9. Machine électrique (1, 1’) selon l’une des revendications précédentes dans laquelle les bobines (11) sont réalisées par des bobinages enroulés sur des dents et dans laquelle les dents sont fixées sur un interconnecteur (13), l’ensemble comprenant l’interconnecteur (13) et les bobines (11) étant positionné dans le logement intermédiaire (5b) du palier (5).
  10. Module comprenant une machine électrique (1, 1’) selon l’une des revendications précédentes et un réducteur mécanique couplé en rotation à l’arbre de transmission (3).
  11. Procédé d’assemblage d’une machine électrique tournante à flux électromagnétique axial (1, 1’) selon la revendication 9 prise seule ou en combinaison avec l’une des revendications 2 à 8 comprenant les étapes suivantes :
    - enroulement (101) de bobines (11) sur les dents,
    - fixation (102) des bobines (11) sur l’interconnecteur (13),
    - positionnement (103) de l’arbre de transmission (3) et des roulements (9a, 9b) dans le logement central (5a) du palier (5),
    - positionnement (104) des bobines (11) et de l’interconnecteur (13) dans le logement intermédiaire (5b) du palier (5),
    - positionnements (105) des rotors (7a, 7b) sur l’arbre de transmission (3), de part et d’autre du palier (5),
    - positionnement et assemblage (107) du boîtier (15, 15’) sur le palier (5).
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