FR2923961A1 - Machine electrique rotative a dispositif de commande integre - Google Patents
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Abstract
Machine électrique rotative à dispositif de commande intégré composant une unité de circuit magnétique (30) possédant un élément de commutation magnétique (31) destiné à commander un courant électrique qui circule à travers un enroulement magnétique (5) et un dissipateur thermique (32) ; deux ou plusieurs unités de circuit de puissance (20) ayant chacune un élément de commutation (21, 22) de circuit de puissance destiné à commander un courant électrique qui circule à travers un stator (3) et un dissipateur thermique (23, 24) ; au niveau d'un côté d'extrémité d'un support (2), les dissipateurs thermiques (23, 24) et le dissipateur thermique (32) sont agencés dans une bague circulaire ; un passage d'air à travers des ailettes (23a, 24a) du dissipateur thermique et un passage d'air à travers des ailettes (32a) du dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique (32) sont formés de manière linéaire dans une direction de l'axe de rotation (10).
Description
MACHINE ELECTRIQUE ROTATIVE A DISPOSITIF DE COMMANDE INTEGRE Description La présente invention concerne une machine électrique rotative à dispositif de commande intégré équipée d'une unité de circuit de puissance et d'une unité de circuit magnétique, et en particulier une configuration destinée à améliorer son aptitude au refroidissement et des configurations de fixation/de support respectives pour l'unité de circuit de puissance et l'unité de circuit magnétique. Dans le brevet Japonais mis à l'Inspection Publique N° 2004-282905 (Multiphase AC Electric Rotating Machine), on expose une configuration dans laquelle les ailettes de dissipation thermique destinées à refroidir des éléments de commutation de circuit de puissance qui alimentent chacun un stator en courant électrique sont agencées sous la forme de bagues concentriques par rapport à l'axe de rotation. Dans le brevet Japonais mis à l'Inspection Publique N° 2004-282905, une ailette de dissipation thermique destinée à refroidir une carte de circuit de commande comportant un circuit magnétique qui alimente le rotor en courant électrique est disposée de manière perpendiculaire par rapport à l'axe de rotation ; donc, l'aptitude au refroidissement de la carte de circuit de commande est faible, moyennant quoi une amélioration de l'aptitude au refroidissement a été requise. De surcroit, un composant (correspondant à une unité de circuit de puissance ou une unité de circuit magnétique selon la présente invention) qui est configuré avec un élément de commutation et un dissipateur thermique doit être fixé à un support ou un boîtier et supporté par celui-ci. Cependant, dans certains cas, en fonction de la place de sa fixation et de son support, le composant susdit peut obstruer le passage, vers les ailettes de dissipation thermique, de l'air de refroidissement généré par un ventilateur à rotor, diminuant ainsi l'aptitude au refroidissement. Cependant, à cet égard, la place de la fixation et du support n'est pas exposée dans le Brevet Japonais mis à l'Inspection Publique N° 2004-282905. Une machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon la présente invention a été imaginée afin de résoudre les problèmes susdits ; l'objectif de la présente invention est d'accroître l'aptitude au refroidissement d'un élément de commutation magnétique, par agencement de passages d'air entre les ailettes de dissipation thermique pour refroidissement sous champ magnétique dans une direction identique à celle de l'axe de rotation. Un autre objectif de la présente invention est de proposer des configurations respectives de fixation/de support, pour une unité de circuit de puissance et une unité de circuit magnétique, qui ne diminuent pas l'aptitude au refroidissement de l'unité de circuit de puissance et de l'unité de circuit magnétique. Une machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon la présente invention comporte un stator supporté par un support ; un rotor supporté par un axe de rotation maintenu par le support ; une unité de transmission de puissance disposée au niveau de l'un parmi les côtés d'extrémité du support et supportée par l'axe de rotation ; un enroulement magnétique qui est disposé dans le rotor et qui génère une force magnétomotrice ; un ventilateur de refroidissement qui est disposé dans le rotor et qui génère de l'air de refroidissement par l'intermédiaire d'une rotation du rotor ; une unité de circuit magnétique et un porte-balai comportant un balai destiné à alimenter l'enroulement magnétique en courant électrique, l'unité de circuit magnétique et le porte-balai étant montés au niveau de l'autre parmi les côtés d'extrémité du support ; et deux ou plusieurs unités de circuit de puissance alimentant chacune le stator en courant électrique. L'unité de circuit magnétique ayant un élément de commutation magnétique destiné à commander un courant électrique qui circule à travers l'enroulement magnétique et un dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique pour l'élément de commutation magnétique, et les deux ou plusieurs unités de circuit de puissance ayant chacune un élément de commutation de circuit de puissance destiné à commander un courant électrique qui circule à travers le stator et un dissipateur thermique pour refroidissement de circuit de puissance. Dans la machine électrique rotative à dispositif de commande intégré, les dissipateurs thermiques pour refroidissement de circuit de puissance et le dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique sont agencés dans une bague approximativement circulaire au niveau d'un parmi les côtés d'extrémité d'un support de façon à encercler l'axe de rotation, et un passage d'air à travers les ailettes de chacun des dissipateurs thermiques pour refroidissement de circuit de puissance et un passage d'air à travers les ailettes du dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique sont formés de manière linéaire dans une direction identique à celle de l'axe de rotation. De plus, dans une machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon la présente invention, l'unité de circuit de puissance est formée comme un sous-ensemble de circuit de puissance pour chaque phase, et une paire de portions de fixation/de support destinées à fixer et supporter l'unité de circuit magnétique sur le support est disposée au niveau de positions respectives entre l'unité de circuit magnétique et les sous-ensembles de circuit de puissance qui sont adjacents, en phase, les uns par rapport aux autres.
Dans une machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon la présente invention, l'air de refroidissement produit par un ventilateur de refroidissement monté dans un dispositif de rotation circule le long de l'axe de rotation à travers les ailettes du dissipateur thermique pour refroidissement de circuit de puissance et à travers les ailettes du dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique ; donc, on peut efficacement refroidir non seulement l'élément de commutation de circuit de puissance mais également l'élément de commutation magnétique.
De plus, dans une machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon la présente invention, une paire de portions de fixation/de support destinée à fixer et supporter l'unité de circuit magnétique sur le support est disposée au niveau de positions respectives entre l'unité de circuit magnétique et les sous-ensembles de circuit de puissance qui sont adjacents, en phase, les uns par rapport aux autres ; donc, l'unité de circuit magnétique peut être fixée sur le support, sans obstruer l'air de refroidissement qui passe à travers les ailettes du dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique. Selon un aspect de l'invention, un boîtier renferme les unités de circuit de puissance et l'unité de circuit magnétique est disposée au niveau de l'autre parmi les côtés d'extrémité du support, et des évents respectifs pour les ailettes de chacun des dissipateurs thermiques pour refroidissement de circuit de puissance et pour les ailettes du dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique sont formés au niveau de positions, sur le boîtier, sur lequel les ailettes correspondantes font saillie dans la direction de l'axe de rotation.
Selon un autre aspect de l'invention un boîtier renferme les unités de circuit de puissance et l'unité de circuit magnétique (30) est disposée au niveau de l'autre parmi les côtés d'extrémité du support, un évent pour les ailettes de chacun des dissipateurs thermiques pour refroidissement de circuit de puissance est formé au niveau d'une position, sur le boîtier, sur laquelle lesdites ailettes font saillie dans la direction de l'axe de rotation (10), et un évent pour les ailettes du dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique est prévu au niveau d'une position, sur le boîtier, qui est à l'extérieur des ailettes du dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique dans la direction radiale de l'axe de rotation.
Selon un autre aspect de l'invention, depuis le dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique, les ailettes du dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique s'étendent dans une direction distale par rapport à l'axe de rotation, et un organe de raccordement destiné à alimenter un balai avec un courant électrique provenant de l'élément de commutation magnétique est disposé au niveau d'une position plus proche de l'axe de rotation que du dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique. Selon un autre aspect de l'invention, une carte de circuit de commande commande les unités de circuit de puissance et l'unité de circuit magnétique est disposée entre l'unité de circuit magnétique et le porte-balai, la carte de circuit de commande étant montée sur un dissipateur thermique pour refroidissement de carte de circuit de commande, des ailettes du dissipateur thermique pour refroidissement de carte de circuit de commande s'étendant depuis le dissipateur thermique pour refroidissement de carte de circuit de commande jusqu'à l'axe de rotation, et un évent à travers les ailettes du dissipateur thermique pour refroidissement de carte de circuit de commande étant formé de façon à être dans une direction identique à celle de l'axe de rotation.
Selon un autre aspect de l'invention, l'unité de circuit de puissance est formée en tant qu'un sous- ensemble de circuit de puissance pour chaque phase, et une paire de portions de fixation/de support destinée à fixer et supporter l'unité de circuit magnétique sur le support est prévue au niveau de positions respectives entre l'unité de circuit magnétique et les sous- ensembles de circuit de puissance qui sont adjacents, en phase, les uns par rapport aux autres.
Selon un autre aspect de l'invention, l'unité de circuit de puissance est formée en tant qu'un sous- ensemble de circuit de puissance pour chaque phase, et une pluralité de portions de fixation/de support destinées à fixer et supporter les sous-ensembles de circuit de puissance sur le support sont prévues au niveau de positions respectives entre les sous-ensembles de circuit de puissance qui sont adjacents, en phase, les uns par rapport aux autres.
Selon un autre aspect de l'invention, chacune parmi la paire de portions de fixation/de support destinée à fixer et supporter l'unité de circuit magnétique sur le support et une correspondante parmi les portions de fixation/de support, qui sont immédiatement adjacentes par rapport à l'unité de circuit magnétique, des sous-ensembles de circuit de puissance qui sont adjacents, en phase, les uns par rapport aux autres, sont fixées et supportées sur le support au niveau d'une position commune.
Selon un autre aspect de l'invention, les portions de fixation/de support respectives des sous-ensembles de circuit de puissance, qui sont prévues entre les sous-ensembles de circuit de puissance qui sont adjacents en phase, les uns par rapport aux autres, sont fixées et supportées sur le support au niveau de positions communes.
Selon encore un autre aspect de l'invention, la portion de fixation/de support du sous-ensemble de circuit de puissance fait partie du dissipateur thermique pour refroidissement de circuit de puissance.
Les objets, caractéristiques, aspects, et avantages et d'autres de la présente invention ressortiront de la description détaillée suivante de la présente invention lorsqu'elle est prise conjointement avec les dessins annexés. La figure 1 est une vue en coupe transversale longitudinale illustrant la structure d'une machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon un mode de réalisation 1 de la présente invention ; La figure 2 est une vue arrière illustrant la structure de la machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon le mode de réalisation 1 ; La figure 3 est une vue arrière illustrant la structure de la machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon le mode de réalisation 1, dans le cas où le boîtier arrière est retiré ; La figure 4 est une vue en coupe transversale de portions de fixation pour une unité de circuit magnétique et une unité de circuit de puissance selon le mode de réalisation 1 ;
La figure 5 est une vue en coupe transversale longitudinale illustrant la structure de la partie
principale d'une machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon le mode de réalisation 2 ;
La figure 6 est une vue arrière illustrant la structure de la machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon le mode de réalisation 2 ;
La figure 7 est une vue arrière illustrant la structure de la machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon le mode de réalisation 3, dans le cas où le boîtier arrière est retiré ;
La figure 8 est une vue en coupe transversale de portions de fixation pour une unité de circuit magnétique et une unité de circuit de puissance selon le mode de réalisation 3 ; La figure 9 est une vue en coupe transversale d'une portion de fixation pour une unité de circuit de puissance selon le mode de réalisation 3 ; La figure 10 est une vue en coupe transversale longitudinale illustrant la structure de la partie principale d'une machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon un mode de réalisation 4 ; La figure 11 est une vue arrière illustrant la structure de la machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon le mode de réalisation 4 ; et La figure 12 est une vue arrière illustrant la structure de la partie principale de la machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon le mode de réalisation 4, dans le cas où le boîtier arrière est retiré.
Mode de réalisation 1 La figure 1 est une vue en coupe transversale longitudinale illustrant la structure d'une machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon le mode de réalisation 1 de la présente invention. La figure 2 est une vue arrière illustrant la structure de la machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon le mode de réalisation 1. La figure 3 est une vue arrière illustrant la structure de la machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon le mode de réalisation 1, dans le cas où le boîtier arrière est retiré. La machine électrique rotative à dispositif de commande intégré possède un stator 3 supporté par un support arrière (support) 1 et un support avant (support) 2 et un rotor 4 ; le rotor 4 possède un enroulement magnétique 5 qui génère une force magnétomotrice, une bague collectrice 6, et un ventilateur de refroidissement (ventilateur) 7. Le numéro de référence 10 indique un axe de rotation qui est supporté par un support 2, par l'intermédiaire d'un pallier 13, et supporte le rotor 4. Le numéro de référence 14 indique une poulie, en tant qu'une unité de transmission de puissance, qui est supportée par l'axe de rotation 10 au niveau de l'une parmi les portions d'extrémité (portion avant) du support 2. Un porte-balai 9 dont un balai 8 vient en contact avec la bague collectrice 6, une unité de circuit de puissance 20 destinée à alimenter un enroulement statorique 3B en puissance électrique CA, et une unité de circuit magnétique 30 destinée à alimenter l'enroulement magnétique 5 en courant électrique sont montés au niveau de l'autre parmi les portions d'extrémité (portion arrière) du support 1 ; un boîtier 40 est disposé derrière l'unité de circuit de puissance 20 et l'unité de circuit magnétique 30, le long de l'axe de rotation. De surcroît, les numéros de référence 11 et 12 indiquent respectivement un écrou et un capteur de rotation. L'unité de circuit de puissance 20 comporte un bras supérieur dans lequel les éléments de commutation 21 (21UH, 21VH, et 21WH) de circuit de puissance, en dehors des éléments de commutation de circuit de puissance qui alimentent l'enroulement d'induit en courant électrique, qui sont situés au niveau de la borne positive d'une batterie sont montés sur des dissipateurs thermiques 23 (23UH, 23VH, et 23WH) pour refroidissement de circuit de puissance ; et un bras inférieur dans lequel des éléments de commutation 22 (22UL, 22VL, et 22WL) de circuit de puissance, en dehors des éléments de commutation de circuit de puissance qui alimentent l'enroulement d'induit en courant électrique, qui sont situés au niveau de la borne négative de la batterie sont montés sur des dissipateurs thermiques 24 (24UL, 24VL, et 24WL) pour refroidissement de circuit de puissance. De plus, dans l'unité de circuit de puissance 20, une paire de bras supérieur et de bras inférieur correspond à chacune des trois phases, et les plans respectifs, des dissipateurs thermiques pour refroidissement de circuit de puissance du bras supérieur et du bras inférieur, sur lesquels les éléments de commutation de circuit de puissance sont montés, sont situés de façon à être tournés les uns vers les autres, de telle sorte que chacun des sous-ensembles 27 (27U, 27V, et 27W) de circuit de puissance soit configuré. L'unité de circuit magnétique 30 est configurée de façon à ce qu'un élément de commutation magnétique 31, qui alimente l'enroulement magnétique 5 en courant électrique et un circuit intégré de commande (non illustré) soient montés sur un dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique 32 et un boîtier en résine 33 et le dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique 32 renferment l'élément de commutation magnétique 31. Des ailettes 32a du dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique 32 s'étendent dans une direction distale de l'axe de rotation ; un organe de raccordement 34 qui alimente le balai 8 avec un courant électrique provenant de l'élément de commutation magnétique 31 est disposé au niveau d'une position plus proche de l'axe de rotation que des ailettes 32a du dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique 32 et est électriquement raccordé à l'élément de commutation magnétique 31 et au balai 8. Les dissipateurs thermiques 23 et 24 pour refroidissement de circuit de puissance et le dissipateur thermique 32 pour refroidissement sous champ magnétique sont agencés selon un espacement de 90° les uns par rapport aux autres dans une bague approximativement circulaire de façon à encercler l'axe de rotation 10 ; le passage d'air entre les ailettes 23a du dissipateur thermique 23 pour refroidissement de circuit de puissance, le passage d'air entre les ailettes 24a du dissipateur thermique 24 pour refroidissement de circuit de puissance, et le passage d'air entre les ailettes 32a du dissipateur thermique 32 pour refroidissement sous champ magnétique sont chacun agencés de façon à être linéaires dans une direction identique à celle de l'axe de rotation 10. Le boîtier 40 est agencé derrière l'unité de circuit de puissance 20 et l'unité de circuit magnétique 30 de façon à couvrir la circonférence de la machine électrique rotative à dispositif de commande intégré. Des évents 50a respectifs en face des ailettes 23a et 24a des dissipateurs thermiques 23 et 24 pour refroidissement de circuit de puissance et un évent 50b en face des ailettes 32a du dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique 32 sont formés au niveau de positions respectives, sur le boîtier 40, sur lequel les ailettes susdites font saillie dans la direction de l'axe de rotation. Au niveau de positions respectives distales des deux extrémités de la base du dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique 32, l'unité de circuit magnétique 30 possède des portions de fixation/de support 35 pour se fixer et prendre appui sur le support 1 ; les portions de fixation/de support 35 de l'unité de circuit magnétique 30 sont chacune agencées entre le sous-ensemble 27 (27U ou 27W) de circuit de puissance adjacent et l'unité de circuit magnétique 30 et fixées par vis au support 1, tel qu'illustré sur la figure 4. Dans cette situation, sur le côté du support 1, qui est tourné le long de l'axe de rotation du dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique 32 et du boîtier en résine 33, un espace prédéterminé A est prévu de façon à éviter les portions de fixation/de support 35 de l'unité de circuit magnétique 30, de telle sorte que le passage d'air de refroidissement soit régulier. De manière similaire, sur le côté du support 1, qui est tourné le long de l'axe de rotation des dissipateurs thermiques 23 et 24 pour refroidissement de circuit de puissance, un espace prédéterminé B est prévu de façon à éviter des portions de fixation/de support 28 des sous-ensembles 27 de circuit de puissance, de telle sorte que le passage de l'air de refroidissement soit régulier. De plus, au niveau de positions respectives distales des deux extrémités de chacune des bases des dissipateurs thermiques 23 et 24 pour refroidissement de circuit de puissance, le sous-ensemble 27 de circuit de puissance possède des portions de fixation/de support 28 pour se fixer et prendre appui sur support 1 ; chacune des portions de fixation/de support 28 est prévue entre les sous-ensembles 27 de circuit de puissance qui sont adjacents, en phase les uns par rapport aux autres ou entre l'unité de circuit magnétique 30 et le sous-ensemble 27 de circuit de puissance adjacent. La portion de fixation/de support 28 est configurée avec les dissipateurs thermiques 23 (par exemple, 23UH ou 23WH) et 24 (par exemple, 24UL ou 24WL) pour refroidissement de circuit de puissance, tel qu'illustré sur la figure 4 et, en même temps que le boîtier 40, fixée au support 1, et supportée par celui- ci, au moyen d'un boulon 100 ajusté par pression dans le support 1 et d'un écrou 101. Dans le mode de réalisation 1, les dissipateurs thermiques 23 et 24 pour refroidissement de circuit de puissance sont électriquement isolés respectivement des éléments de commutation 21 et 22 de circuit de puissance, au moyen de couches isolantes placées sur un substrat métallique 25 ; cependant, dans le cas où les dissipateurs thermiques 23 et 24 pour refroidissement de circuit de puissance ne sont pas respectivement isolés des éléments de commutation 21 et 22 de circuit de puissance, (dans le cas où les dissipateurs thermiques 23 et 24 pour refroidissement de circuit de puissance sont des électrodes), le support 1, le dissipateur thermique 23 pour refroidissement de circuit de puissance, et le dissipateur thermique 24 pour refroidissement de circuit de puissance peuvent être fixés et supportés par les intermédiaires intercalés entre eux.
Dans la structure selon le mode de réalisation 1, lorsque le rotor 4 est entraîné en rotation, les ventilateurs 7 sont entraînés ; tel qu'indiqué par les flèches de la figure 1, l'air de refroidissement 60a et l'air de refroidissement 60b circulent à travers les évents 50a et l'évent 50b vers les dissipateurs thermiques 23 et 24 de l'unité de circuit de puissance 20 et le dissipateur thermique 32 de l'unité de circuit
magnétique 30, respectivement ; l'air de refroidissement 60a et l'air de refroidissement 60b circulent de manière linéaire le long de l'axe de rotation à travers les ailettes 23a, 24a, et 32a, ce qui refroidit de ce fait les éléments de commutation 21 et 22 de circuit de puissance et l'élément de
commutation magnétique 31. Les flux d'air de refroidissement qui ont refroidi les éléments de commutation 21, 22, et 31 passent à travers des évents 51a et 51b prévus dans le support 1, s'inclinent dans
la direction centrifuge, puis sont évacués par l'intermédiaire des trous d'échappement 52a et 52b prévus dans le support 1, tout en refroidissant l'enroulement statorique 3B et le support 1.
En configurant la machine électrique rotative à dispositif de commande intégré de la façon décrite ci- dessus, l'air de refroidissement qui circule à travers les ailettes 32a du dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique 32 n'est pas obstrué par l'organe de raccordement 34 qui alimente le balai 8 avec un courant électrique provenant de l'élément de commutation magnétique 31 ; donc, du fait que l'air de refroidissement circule de manière approximativement linéaire jusqu'à ce qu'il atteigne le ventilateur 7, la résistance de ventilation est réduite, moyennant quoi l'aptitude au refroidissement de l'élément de commutation magnétique 31 peut être accrue. De plus, les portions de fixation/de support 35 destinées à fixer et supporter l'unité de circuit magnétique 30 sur le support 1 sont agencées au niveau des positions respectives distales des deux extrémités de la base du dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique 32, et l'unité de circuit magnétique 30 est fixée, sur le support 1, au niveau des positions respectives entre l'unité de circuit magnétique 30 et les sous-ensembles 27 de circuit de puissance adjacents, de telle sorte que l'aptitude au refroidissement de l'élément de commutation magnétique 31 puisse être accrue sans obstruer la ventilation de l'air de refroidissement qui circule à travers les ailettes 32a du dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique 32. De plus, dans l'unité de circuit de puissance 20 également, les portions de fixation/de support 28 destinées à fixer et supporter le sous-ensemble 27 de circuit de puissance sur le support 1 sont agencées au niveau des positions respectives distales des deux extrémités de chacune des bases des dissipateurs thermiques 23 et 24 pour refroidissement de circuit de puissance, et le sous-ensemble 27 de circuit de puissance est fixé, sur le support 1, au niveau de la position située entre les sous-ensembles 27 de circuit de puissance adjacents ou entre le sous-ensemble 27 de circuit de puissance adjacent et l'unité de circuit magnétique 30, de telle sorte que les éléments de commutation 21 et 22 de circuit de puissance puissent efficacement être refroidis sans obstruer la ventilation des flux d'air de refroidissement qui circulent à travers les ailettes 23a et 24a des dissipateurs thermiques 23 et 24 pour refroidissement de circuit de puissance.
Mode de réalisation 2 La figure 5 est une vue en coupe transversale longitudinale illustrant la structure de la partie principale d'une machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon le mode de réalisation 2. La figure 6 est une vue arrière illustrant la structure de la machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon le mode de réalisation 2. De surcroît, sur l'ensemble des figures, les mêmes numéros de référence indiquent les éléments constitutifs identiques ou équivalents, et les explications les concernant peuvent être omises. Dans le mode de réalisation 2, un boîtier en résine (boîtier) 40 est équipé d'une carte de circuit de commande 70 destinée à commander l'unité de circuit de puissance et l'unité de circuit magnétique 30, après l'unité de circuit magnétique 30 le long de l'axe de rotation ; un évent 53 pour les ailettes 32a du dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique 32 est prévu dans le boîtier 40, au niveau d'une position qui est externe dans la direction radiale de l'axe de rotation par rapport aux ailettes 32a du dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique 32.
Comme cela est le cas avec le mode de réalisation 1, les ailettes 32a du dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique 32 s'étendent dans une direction distale de l'axe de rotation ; l'air de refroidissement 60b qui circule à travers l'évent 53 prévu dans le boîtier 40 passe à travers les ailettes 32a du dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique 32, circule dans le support 1 à travers l'évent 51b prévu dans le support 1, puis est évacué par l'intermédiaire du trou d'échappement 52b prévu dans le support 1. En configurant la machine électrique rotative à dispositif de commande intégré de la façon décrite ci-dessus, on monte la carte de circuit de commande 70 après l'unité de circuit magnétique 30 le long de l'axe de rotation ; donc, même lorsqu'il est difficile de former un évent après l'unité de circuit magnétique 30 le long de l'axe de rotation, l'air de refroidissement, pour les ailettes 32a du dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique 32, qui circule de l'arrière vers l'avant le long de l'axe de rotation est efficacement produit, moyennant quoi l'élément de commutation magnétique 31 peut être refroidi.
Mode de réalisation 3 La figure 7 est une vue arrière illustrant la structure de la machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon le mode de réalisation 3, dans le cas où le boîtier arrière est retiré. L'unité de circuit magnétique 30 et les sous- ensembles 27 (27U et 27W) de circuit de puissance sont fixés et supportés sur le support 1 au moyen des boulons 100 et des écrous 101 ajustés par pression dans le support 1, tel qu'illustré sur la figure 8, au niveau de portions de fixation/de support communes respectives 29a agencées entre l'unité de circuit magnétique 30 et les sous-ensembles 27 (27U et 27W) de circuit de puissance. Tel qu'illustré sur la figure 8, la portion de fixation/de support 29a est configurée avec le boîtier 33 de l'unité de circuit magnétique 30 et les dissipateurs thermiques 23 (23UH ou 23WH) et 24 (24UL ou 24WL) pour refroidissement de circuit de puissance ; une douille d'insertion 37 est insérée dans chacune des portions de fixation/de support 29a du boîtier 33.
Les sous-ensembles 27 (27U, 27V, et 27W) de circuit de puissance sont fixés et supportés sur le support 1 au moyen des boulons 100 et des écrous 101 ajustés par pression dans le support 1, tel qu'illustré sur la figure 9, au niveau de portions de fixation/de support communes respectives 29b agencées entre les sous-ensembles de circuit de puissance qui sont adjacents, en phase, les uns par rapport aux autres. Tel qu'illustré sur la figure 9, la portion de fixation/support 29b est configurée avec une partie des dissipateurs thermiques 23 (23UH, 23VH, et 23WH) et 24 (24UL, 24VL, et 24WL) pour refroidissement de circuit de puissance des sous-ensembles 27 (27U, 27V, et 27W) de circuit de puissance. Tel que décrit ci-dessus, en rendant communes les positions de fixation/de support où l'unité de circuit magnétique 30 et les sous-ensembles 27 de circuit de puissance sont fixés et supportés sur le support 1 et en rendant communes les positions de fixation/de support où les sous-ensembles 27 de circuit de puissance pour les phases respectives sont fixés et supportés sur le support 1, on réduit l'espace de fixation/de support pour l'unité de circuit magnétique 30 et les sous-ensembles 27 de circuit de puissance, moyennant quoi les largeurs du dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique 32 et des dissipateurs thermiques 23 et 24 pour refroidissement de circuit de puissance peuvent être agrandies ; donc, du fait que l'évent dans le boîtier 40 peut également être agrandi, le refroidissement des éléments de commutation 21 et 22 de circuit de puissance et de l'élément de commutation magnétique 31 peut en outre être accru. De plus, le nombre de composants, tels que boulons et écrous, peut être réduit. De surcroît, la portion de fixation/de support du sous-ensemble 27 de circuit de puissance peut être formée d'une partie des dissipateurs thermiques pour refroidissement de circuit de puissance. En général, les dissipateurs thermiques sont en aluminium et relativement robustes ; ainsi, en utilisant une partie des dissipateurs thermiques, qui représentent la majorité du poids du sous-ensemble 27 de circuit de puissance, en tant que portion de fixation/de support du sous-ensemble 27 de circuit de puissance, on peut réduire la vibration de l'unité de circuit de puissance 20, moyennant quoi on peut supprimer la rupture des portions de raccordement à l'intérieur de l'unité de circuit de puissance 20 et des portions de raccordement entre l'unité de circuit de puissance 20 et des circuits externes.
Mode de réalisation 4 La figure 10 est une vue en coupe transversale longitudinale illustrant la structure de la partie principale d'une machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon le mode de réalisation 4. La figure 11 est une vue arrière illustrant la structure de la machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon le mode de réalisation 4. La figure 12 est une vue arrière illustrant la partie principale de la structure de la machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon le mode de réalisation 4, dans le cas où le boîtier arrière est retiré. La machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon le mode de réalisation 4 est configurée de façon à ce que la carte de circuit de commande 70 destinée à commander l'unité de circuit magnétique 30 soit disposée entre l'unité de circuit magnétique 30 et le porte-balai 9, la carte de circuit de commande 70 étant montée sur un dissipateur thermique 36 pour refroidissement de carte de circuit de commande destiné à refroidir la carte de circuit de commande 70, et l'élément de commutation magnétique 31 et la carte de circuit de commande 70 étant clos par le boîtier en résine 33, le dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique 32, et le dissipateur thermique 36 pour refroidissement de carte de circuit de commande.
De surcroît, des ailettes 36a du dissipateur thermique 36 pour refroidissement de carte de circuit de commande s'étendent vers l'axe de rotation, et le passage d'air à travers les ailettes 36a du dissipateur thermique 36 pour refroidissement de carte de circuit de commande est formé de façon à être dans une direction identique à celle de l'axe de rotation. Comme cela est le cas avec le mode de réalisation 1, l'évent 50b est prévu au niveau d'une position sur laquelle les ailettes 32a du dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique 32 font saillie dans la direction de l'axe ; un évent 50c destiné à refroidir la carte de circuit de commande est prévu au niveau d'une position sur laquelle les ailettes 36a du dissipateur thermique 36 pour refroidissement de carte de circuit de commande font saillie dans la direction axiale. En configurant la machine électrique rotative à dispositif de commande intégré de la façon décrite ci-dessus, on fait circuler de manière approximativement linéaire non-seulement l'air de refroidissement 60b destiné à refroidir l'unité de circuit magnétique 30 mais également l'air de refroidissement 60c destiné à refroidir la carte de circuit de commande jusqu'à ce qu'ils atteignent le ventilateur 7 ; donc, l'aptitude au refroidissement de la carte de circuit de commande peut être accrue ; Diverses modifications et altérations de cette invention apparaîtront aux hommes du métier sans s'éloigner de la portée ni de l'esprit de cette invention, et il convient de comprendre que celle-ci n'est pas limitée aux modes de réalisation illustrés ici exposés. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
Claims (10)
1. Machine électrique rotative à dispositif de commande intégré comprenant : un stator (3) supporté par un support (2) ; un rotor (4) supporté par un axe de rotation (10) maintenu par le support (2) ; une unité de transmission de puissance prévue au niveau d'un parmi les côtés d'extrémité du support (2) et supportée par l'axe de rotation (10) ; un enroulement magnétique (5) qui est prévu dans le rotor (4) et qui génère une force magnétomotrice ; un ventilateur de refroidissement (7) qui est prévu dans le rotor (4) et qui génère de l'air de refroidissement par l'intermédiaire de la rotation du rotor (4) ; une unité de circuit magnétique (30) et un porte-balai (9) comportant un balai (8) destiné à alimenter l'enroulement magnétique (5) en courant électrique, l'unité de circuit magnétique (30) et le porte-balai (9) étant montés au niveau de l'autre parmi les côtés d'extrémité du support (2) ; et deux ou plusieurs unités de circuit de puissance (20) alimentant chacune le stator (3) en courant électrique, l'unité de circuit magnétique (30) ayant un élément de commutation magnétique (31) destiné à commander un courant électrique qui circule à travers l'enroulement magnétique (5) et un dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique(32) pour l'élément de commutation magnétique (31), et les deux ou plusieurs unités de circuit de puissance (20) ayant chacune un élément de commutation (21, 22) de circuit de puissance destiné à commander un courant électrique qui circule à travers le stator (3) et un dissipateur thermique (23, 24) pour refroidissement de circuit de puissance pour l'élément de commutation (21, 22) de circuit de puissance ; dans lequel les dissipateurs thermiques (23, 24) pour refroidissement de circuit de puissance et le dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique (32) sont agencés dans une bague approximativement circulaire au niveau de l'autre parmi les côtés d'extrémité du support (2) de façon à encercler l'axe de rotation (10) et un passage d'air à travers les ailettes (23 à 24a) de chacun des dissipateurs thermiques (23, 24) pour refroidissement de circuit de puissance et un passage d'air à travers les ailettes (32a) du dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique (32) sont linéairement formés dans une direction identique à celle de l'axe de rotation (10).
2. Machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon la revendication 1, dans laquelle un boîtier (40) qui renferme les unités de circuit de puissance (20) et l'unité de circuit magnétique (30) est disposée au niveau de l'autre parmi les côtés d'extrémité du support (2), et des évents respectifs (50a, 50b) pour les ailettes (23, 24a) de chacun des dissipateurs thermiques (23, 24) pourrefroidissement de circuit de puissance et pour les ailettes (32a) du dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique (32) sont formés au niveau de positions, sur le boîtier (40), sur lequel les ailettes correspondantes font saillie dans la direction de l'axe de rotation (10).
3. Machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon la revendication 1, dans laquelle un boîtier (40) qui renferme les unités de circuit de puissance (20) et l'unité de circuit magnétique (30) est disposée au niveau de l'autre parmi les côtés d'extrémité du support (2), un évent (50a) pour les ailettes (23a, 24a) de chacun des dissipateurs thermiques (23, 24) pour refroidissement de circuit de puissance est formé au niveau d'une position, sur le boîtier (40), sur laquelle lesdites ailettes font saillie dans la direction de l'axe de rotation (10), et un évent (50b) pour les ailettes (32a) du dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique (32) est prévu au niveau d'une position, sur le boîtier (40), qui est à l'extérieur des ailettes (32a) du dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique (32) dans la direction radiale de l'axe de rotation (10).
4. Machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, dans laquelle, depuis le dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique (32), les ailettes (32a) du dissipateurthermique pour refroidissement sous champ magnétique (32) s'étendent dans une direction distale par rapport à l'axe de rotation (10), et un organe de raccordement (34) destiné à alimenter un balai (8) avec un courant électrique provenant de l'élément de commutation magnétique (31) est disposé au niveau d'une position plus proche de l'axe de rotation (10) que du dissipateur thermique pour refroidissement sous champ magnétique (32).
5. machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle une carte de circuit de commande (70) qui commande les unités de circuit de puissance (20) et l'unité de circuit magnétique (30) est disposée entre l'unité de circuit magnétique (30) et le porte-balai (9), la carte de circuit de commande (70) étant montée sur un dissipateur thermique (36) pour refroidissement de carte de circuit de commande, des ailettes (36a) du dissipateur thermique (36) pour refroidissement de carte de circuit de commande s'étendant depuis le dissipateur thermique (36) pour refroidissement de carte de circuit de commande jusqu'à l'axe de rotation (10), et un évent (50c) à travers les ailettes (36a) du dissipateur thermique (36) pour refroidissement de carte de circuit de commande étant formé de façon à être dans une direction identique à celle de l'axe de rotation (10).30
6. Machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle l'unité de circuit de puissance (20) est formée en tant qu'un sous- ensemble (27) de circuit de puissance pour chaque phase, et une paire de portions de fixation/de support (35) destinée à fixer et supporter l'unité de circuit magnétique (30) sur le support (2) est prévue au niveau de positions respectives entre l'unité de circuit magnétique (30) et les sous- ensembles (27) de circuit de puissance qui sont adjacents, en phase, les uns par rapport aux autres.
7. Machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle l'unité de circuit de puissance (20) est formée en tant qu'un sous-ensemble (27) de circuit de puissance pour chaque phase, et une pluralité de portions de fixation/de support (28) destinées à fixer et supporter les sous- ensembles (27) de circuit de puissance sur le support (2) sont prévues au niveau de positions respectives entre les sous-ensembles (27) de circuit de puissance qui sont adjacents, en phase, les uns par rapport aux autres.
8. Machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon la revendication 6, dans laquelle chacune parmi la paire de portions de fixation/de support (35) destinée à fixer et supporter l'unité de circuit magnétique (30) sur le support (2)et une correspondante parmi les portions de fixation/de support, qui sont immédiatement adjacentes par rapport à l'unité de circuit magnétique (30), des sous-ensembles (27) de circuit de puissance qui sont adjacents, en phase, les uns par rapport aux autres, sont fixées et supportées sur le support (2) au niveau d'une position commune.
9. Machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon la revendication 7, dans laquelle les portions de fixation/de support (28) respectives des sous-ensembles (27) de circuit de puissance, qui sont prévues entre les sous-ensembles (27) de circuit de puissance qui sont adjacents en phase, les uns par rapport aux autres, sont fixées et supportées sur le support (2) au niveau de positions communes.
10. Machine électrique rotative à dispositif de commande intégré selon la revendication 7, dans laquelle la portion de fixation/de support (28) du sous-ensemble (27) de circuit de puissance fait partie du dissipateur thermique (23, 24) pour refroidissement de circuit de puissance.25
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