EP3566289A1 - Wound stator for rotating electrical machine - Google Patents

Wound stator for rotating electrical machine

Info

Publication number
EP3566289A1
EP3566289A1 EP18703045.7A EP18703045A EP3566289A1 EP 3566289 A1 EP3566289 A1 EP 3566289A1 EP 18703045 A EP18703045 A EP 18703045A EP 3566289 A1 EP3566289 A1 EP 3566289A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
winding
phase
length
stator
wire
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18703045.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Vincent Ramet
Sébastien Leclercq
Alain Defebvin
Eric DELCROIX
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Original Assignee
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Equipements Electriques Moteur SAS filed Critical Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Publication of EP3566289A1 publication Critical patent/EP3566289A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/12—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/04—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings, prior to mounting into machines
    • H02K15/0435—Wound windings
    • H02K15/0478—Wave windings, undulated windings
    • H02K15/0485—Wave windings, undulated windings manufactured by shaping an annular winding

Definitions

  • the invention relates in particular to a wound stator equipped with windings forming phases for a rotating electric machine of a motor vehicle.
  • a reversible machine is a rotating electrical machine able to work in a reversible manner, on the one hand, as an electric generator in alternator function and, on the other hand, as an electric motor for example to start the engine of the motor vehicle .
  • a rotating electrical machine comprises a rotor rotatable about an axis and a fixed stator surrounding the rotor.
  • alternator mode when the rotor is rotating, it induces a magnetic field to the stator which transforms it into electric current to power the vehicle electronics and recharge the battery.
  • motor mode the stator is electrically powered and induces a magnetic field driving the rotor in rotation.
  • the invention more particularly relates to a stator of rotating electrical machine comprising an annular cylindrical body provided with open axial notches in which electrical conductors are arranged so as to form a coil.
  • the coil is, here, formed of several phases and is composed of conductors delimiting a series of turns or loops connected electrically in series which form a circumferential winding.
  • a winding comprises axial branches which pass through the notches and connecting branches disposed outside the cylindrical body which make the connection between the different axial branches.
  • the connecting legs then form a front bun and a rear bun extending axially protruding on either side of the cylindrical body.
  • the stators comprising this type of winding are already known for example from the document FR 28191 18.
  • the phases are inserted one after the other in the notches.
  • the insertion space of the phases is gradually reduced as the phases are put in place in the body.
  • the difficulty of insertion of the phases increases with the insertion of the following phase.
  • the axial heights of the buns extending on either side of the cylindrical body are not homogeneous within a single bun because the different phases form more or less low or high waves depending on the position of the phases.
  • This phenomenon of axial shift of the phases causes an increase in the overall height of the front and rear bun stator. Having big heights of buns negatively impacts the rotating electrical machine. Indeed, this causes on the one hand an increase in the size of said machine and on the other hand a decrease in performance of said machine since it is known that the electric current flowing in the buns creates losses. In addition, it also results in an increase in the cost of production of the machine by increasing the amount of conductors necessary for carrying out the winding.
  • the present invention aims to avoid the disadvantages of the prior art.
  • the present invention therefore relates to a stator for a rotating electrical machine, especially for a motor vehicle.
  • the stator comprises:
  • each winding comprising corrugated turns of wire which comprise a series of axial strands which are received in a series of associated notches and strands of connections which connect the successive axial strands in extending alternately projecting from the axial forward end wall and projecting from the rear axial end wall,
  • one winding has a length of yarn less than that of the other winding.
  • the stator comprises two phase systems, each phase system comprising at least one winding.
  • at least one winding of the second phase system has a wire length shorter than that of a winding of the first phase system.
  • each phase system comprises a plurality of windings and all the windings of the second phase system each have a length of wire less than that of the windings of the first phase system.
  • the windings have the same length of wire. This makes it possible not to unbalance the resistors within the same phase system and thus to avoid a decrease in the performance of the electric machine.
  • the winding having a shorter wire length is disposed radially closer to the inner wall of the stator body than the winding having the longer wire length.
  • the second phase system is disposed radially closer to the inner wall of the stator body than the first phase system.
  • the length of the winding having a shorter wire length is at most 98% of the length of the winding having a longer wire length. This reduces the length of the thread enough to have a real decrease in the height of the bun.
  • the length of the winding having a shorter wire length is at least 95% of the length of the winding having a longer wire length. This makes it possible not to reduce the length of the wire too much, indeed a minimum length of wire is required to be able to wind up the winding correctly in the body of the stator.
  • the difference in resistance between the winding having a shorter wire length and the winding having a longer wire length is of the order of 3%, the winding having a length of wire shorter with the lowest resistance.
  • a winding comprises a first half-phase forming an outer layer of turns and a second internal half-phase forming an inner layer of turns superimposed radially in the notch to the outer layer.
  • the axial strands of each half-phase are arranged in the notches so that the axial strands of the second half-phase is radially closer to the inner wall than the axial strands of the first half-phase.
  • the connecting strands of the first half-phase form external bunches and the connecting strands of the second half-phase form internal buns, the inner and outer buns extending axially projecting from the walls front and back axial ends of the body.
  • the turns of each half-phase of the same winding are corrugated in opposition.
  • the length of wire of each turn of the first half-phase and that of each turn of the second half-phase for the same winding are identical.
  • the wire length of each turn of the second half-phase is greater than the wire length of each turn of the first half-phase so that an axial height protruding internal buns is greater than an axial height projecting external buns.
  • the wire length of each turn of the second half-phase is greater by 2% to 10% with respect to the wire length of each turn of the first half-phase.
  • the present invention also relates to a rotating electrical machine.
  • the rotating electrical machine can advantageously form an alternator, an alternator-starter or a reversible machine.
  • FIG. 1 represents, schematically and partially, a cross-sectional view of a rotating electrical machine according to an exemplary implementation of the invention
  • FIG. 2 represents, schematically and partially, a view from above of a wound stator of FIG. 1;
  • FIG. 3 represents, schematically and partially, a side view of a part of a wound stator of FIG. 1,
  • FIG. 4 represents, schematically and partially, a perspective view of part of a partially wound stator of FIG. 1;
  • FIG. 5 represents, schematically and partially, an exploded top view which represents two half-phases of the winding of FIG. 4 before mounting (with a reduced number of turns to simplify the figure)
  • FIG. 6 represents, schematically and partially, a view from above which represents the winding of FIG. 5 in which the two half-phases are superposed axially
  • FIG. 5 represents, schematically and partially, an exploded top view which represents two half-phases of the winding of FIG. 4 before mounting (with a reduced number of turns to simplify the figure)
  • FIG. 6 represents, schematically and partially, a view from above which represents the winding of FIG. 5 in which the two half-phases are superposed axially
  • FIG. 7 represents, schematically and partially, a perspective view of the two half-phases of the winding of FIG. 4.
  • FIG. 1 represents an example of a compact and polyphase electrical rotating machine 10, in particular for a motor vehicle.
  • This rotating electrical machine 10 transforms mechanical energy into electrical energy, into alternator mode, and can operate in motor mode to transform electrical energy into mechanical energy.
  • This rotary electrical machine 10 is, for example, an alternator, an alternator-starter or a reversible machine.
  • the rotary electrical machine 10 comprises a housing 1 1. Inside this housing 1 1, it further comprises a shaft 13, a rotor 12 integral in rotation with the shaft 13 and a stator 15 surrounding the rotor 12. The rotational movement of the rotor 12 is around an X axis.
  • the axial, radial, external and internal denominations refer to the axis X crossing at its center the shaft 13.
  • the axial direction corresponds to the X axis while the radial orientations correspond to the planes concurrent, and in particular perpendicular, to the X axis.
  • the external or internal denominations are assessed with respect to the same axis X, the inner denomination corresponding to an element oriented towards the axis, or closer to the axis with respect to a second element, the external denomination designating a distance from the axis.
  • the housing 1 1 comprises a front bearing 16 and a rear bearing 17 which are assembled together.
  • These bearings 16, 17 are hollow in shape and each carries a respective ball bearing 18, 19 for the rotational mounting of the shaft 13.
  • a pulley 20 is fixed on a front end of the shaft 13, at the front bearing 16, for example by means of a nut bearing against the bottom of the cavity of this pulley. This pulley 20 transmits the rotational movement to the shaft 13.
  • the rear end of the shaft 13 carries, here, slip rings 21 belonging to a manifold 22.
  • Brushes 23 belonging to a brush holder 24 are arranged so as to rub on the slip rings 21.
  • the brush holder 24 is connected to a voltage regulator (not shown).
  • the front bearing 16 and the rear bearing 17 may further comprise substantially lateral openings for the passage of air in order to allow the cooling of the rotary electric machine by air circulation generated by the rotation of a fan. before 25 on the front dorsal face of the rotor 12, that is to say at the level of the front bearing 16 and a rear fan 26 on the rear dorsal face of the rotor, that is to say at the level of the bearing back 17.
  • the rotor 12 is a claw rotor. It has two pole wheels 31. Each pole wheel 31 is formed of a flange 32 and a plurality of claws 33 forming magnetic poles.
  • the flange 32 is of transverse orientation and has, for example, a substantially annular shape.
  • This rotor 12 further comprises a cylindrical core 34 which is interposed axially between the pole wheels 31.
  • this core 34 is formed of two half-cores each belonging to one of the pole wheels.
  • the rotor 12 comprises, between the core 34 and the claws 33, a coil 35 comprising, here, a winding hub and an electric winding on this hub.
  • slip rings 21 belonging to the collector 22 are connected by wire bonds to said coil 35.
  • the rotor 12 may also comprise magnetic elements interposed between two adjacent claws 33.
  • the stator 15 comprises an annular cylindrical body 27 in the form of a pack of sheets provided with notches 37.
  • Each notch 37 opens axially into front axial end walls 38 and aft. 39 of the body 27 and are open radially in an inner wall 40 of said body.
  • An electric winding 28 is mounted on the body 27.
  • This winding 28 passes through the notches 37 of the body 27 and form a front bun 29 and a rear bun 30 on either side of the stator body.
  • the stator 15 may be equipped with slot insulator for mounting an electrical winding 28 inside the notches and / or closure calli 41 for maintaining the winding inside the notches 37.
  • the winding 28 is connected, for example, in a star or in a triangle.
  • the winding 28 is formed of several phases, each phase forming a winding 43. Each winding comprises at least one conductor passing through the notches 37 and forms, with all phases, buns.
  • the coil 28 is electrically connected via phase outputs 42 to an electronic assembly 36.
  • the electronic assembly 36 comprises at least one electronic power module for controlling a phase of the winding 28.
  • This power module forms a voltage rectifier bridge to transform the alternating voltage generated by the alternator 10 into a DC voltage to power in particular the battery and the vehicle's electrical system.
  • the rotor 4 When the electric winding 28 is electrically powered from the brushes, the rotor 4 is magnetized and becomes an inductor rotor with formation of north-south magnetic poles at the claws 19. This inductor rotor creates an alternating current induced in the stator induced when the shaft 3 is rotating.
  • the rectifier bridge 9 then transforms this AC induced current into a direct current, in particular to supply the loads and the consumers of the onboard network of the motor vehicle as well as to recharge its battery.
  • a winding 43 comprises corrugated turns of one or more wires which comprise a series of axial strands 44 which are received in a series of associated notches 37 and connecting strands 45, 46 which connect the successive axial strands extending alternately protruding from the axial end wall before and protruding from the rear axial end wall.
  • the upper connecting strands 45 form the front bun 29 and the lower connecting strands 46 form the rear bun 30 of the electric winding 28.
  • At least one of the windings 43 has a shorter wire length than the other windings.
  • length of wire is meant the length of the total wire between the portions of the wire which form the phase outputs 42.
  • the lengths of the axial strands 44 of the different windings are identical but the lengths of the connecting strands 45, 46 are different.
  • the electric winding 28 is a three-phase double winding, that is to say having 6 phases or 6 windings 43.
  • This winding 28 then comprises a first phase system 47 and a second phase system. phases 48, each having three windings 43.
  • a memori notch 37 is associated with one of the six windings 43.
  • Two consecutive notches of the same series of notches are separated by adjacent notches each corresponding to another series of notches associated with one of the five other windings 43.
  • five adjacent notches are left free between two notches of each series.
  • the wires of a winding 43 are inserted into a notch on six adjacent notches.
  • At least one winding 43 of the second phase system 48 has a length of wire less than that of a winding 43 of the first phase system 47.
  • the three windings 43 of the second phase system 48 each have a length of wire less than that of the three windings 43 of the first phase system 47.
  • the windings 43 have the same length of wire.
  • the first phase system 47 is the one that is inserted first into the body 27 of the stator.
  • the windings of the second phase system 48 which have a shorter wire length are arranged radially closer to the inner wall 40 of the stator body 27 than the windings having a longer wire length, i.e. say those of the first phase system 47.
  • the three phases of the first phase system 47 are inserted in a certain order, for example a first phase then a second phase and then a third phase, then the three phases of the second phase system 48 are inserted in a certain order, especially in the same order as those of the first system that is to say first the first phase then the second and third.
  • the direction of insertion of the windings 43 is indicated by an arrow in FIG. 3.
  • the windings 43 are inserted one by one from the rear axial end wall 39 of the body 27 towards the front axial end wall 38 of said body.
  • the winding inserted first can be inserted to the maximum. As and when the windings are inserted, less and less space is available to insert the following windings, in particular because of the bulk of the front bun 29. Thus, an axial offset is created between the different maximum heights of the windings at the front bun 29 and an axial offset between the different maximum heights of the windings at the rear bun 30.
  • maximum height means the maximum axial distance between the axial end wall 38, 39 of the body 27 and one of the connecting strands 45, 46 corresponding to the winding 43.
  • the first inserted winding is the one having the greatest maximum height at the front bun 38 and the last inserted winding is the one having the smallest maximum height at the level of the front bun. said front bun.
  • the other windings Preferably, between these two windings, the other windings have, respectively, maximum heights which gradually decrease between that of the first winding inserted and that of the last winding inserted.
  • the first inserted winding is the one with the smallest maximum height and the last inserted winding is the one with the largest maximum height, the winding inserted between the first and the last winding having a maximum intermediate height.
  • the first winding inserted is the one with the smallest maximum height and the last winding inserted is the one with the largest maximum height, the winding inserted between the first and the second last winding having a maximum intermediate height.
  • the reduction in the lengths of the wires of the windings 43 of the second phase system 48 causes a discontinuity between the axial offsets of the first phase system 47 and those of the second phase system 48.
  • the dashed lines illustrate the difference between windings. without length reduction of the prior art and windings with a reduction in length.
  • the first inserted winding of the second phase system 48 has a smaller maximum height than that of the last inserted winding of the first phase system 47.
  • the second inserted winding of the second phase system 48 could also have a maximum height smaller than that of the last inserted winding of the first phase system 47.
  • the first inserted winding of the second phase system 48 has a smaller maximum height than that of the second inserted winding of the first phase system 47.
  • the length of the winding 43 which has a shorter wire length is at most 98% of the length of the winding which has a longer wire length.
  • the length of the winding having a shorter wire length is at least 95% of the length of the winding having a longer wire length.
  • the reduction in length is between 2% and 5% of the total length of the wire.
  • a wire of a winding of the first phase system 47 has a length of 1060 mm and a wire of a winding of the second phase system 48 has a length of 1030 mm.
  • the total reduction of the height of the buns can reach 8 mm, a maximum of 4 mm of reduction for a bun.
  • This difference in length causes a difference in resistance between the winding having a shorter wire length and the winding having a longer wire length which is of the order of 3%, the winding having a length shorter wire with the lowest resistance.
  • Such imbalance of resistance between the two phase systems has no impact on the performance of the rotating electrical machine.
  • the wire diameter used for the different windings remains the same from one phase system to another.
  • FIGS. 4 to 7 explain an example of formation of a winding 43.
  • a winding 43 comprises a first half-phase 49 forming an outer layer 51 of turns and a second half-phase 50 forming an inner layer 52 of radially superimposed coils in the notch 37 to the outer stratum 51, the inner stratum 52 being closer radially to the inner wall 40 of the body 27 than the outer stratum 51.
  • the axial strands 44 of each half-phase are arranged in the notches 37 so that the axial strands of the second half-phase 50 are radially closer to the inner wall 40 than the axial strands of the first half-phase 49
  • the strands link 45, 46 of the first half-phase 49 form external buns belonging to the outer layer 51
  • the connecting strands 45, 46 of the second half-phase 50 form internal buns belonging to the outer layer 52.
  • Each bun front 29 and rear 30 is composed of inner bun and outer bun.
  • Each half-phase 49, 50 comprises a superposition of identical turns in the form of regular stars of axis A, the axis A being coaxial with the axis X of the machine.
  • each half-phase 49, 50 comprises three turns. The turns of the same half-phase are superimposed.
  • each half-phase 49, 50 of the same winding 43 are corrugated in opposition.
  • the upper connecting strands 45 of the first half-phase 49 and the upper connecting strands 45 of the second half-phase 50 are angularly offset around the X axis and the same for the lower link strands 46.
  • the turns of the first half-phase 49 are wound for example in the clockwise direction and the turns of the second half-phase 50 are wound in the counterclockwise direction.
  • the two half-phases are interconnected by a connecting portion 53.
  • the length of wire of each turn of the first half-phase 49 and that of each turn of the second half-phase 50 for the same winding 43 are identical.
  • the length of wire of each turn of the second half-phase 50 is greater than the length of wire of each turn of the first half-phase 49 so that an axial height protrudes from internal buns is greater than an axial height projecting external buns.
  • the wire length of each turn of the second half-phase 50 is greater by 2% to 10% with respect to the wire length of each turn of the first half-phase 49.
  • This type of winding is known as "distributed corrugated". Such a winding and its insertion method are for example detailed in FR 2846481.
  • This phase winding 43 is, in a first mounting step, formed flat, that is to say that the turns each extend in a plane substantially perpendicular to the axis A.
  • the winding 43 is mounted on the body 27 of the stator by deformation. More precisely, the winding 43 is positioned in the notches 37 by progressive torsion of the axial strands 44 axially from rear to front and by simultaneous tilting of all the axial strands of a direction perpendicular to the axis A towards a direction parallel to said axis A. This deformation is for example obtained by sliding an insertion block not shown here.
  • the invention has been described with reference to a method in which the windings are successively mounted one after the other in the stator body.
  • the invention is also applicable for mounting methods in which at least two windings, or all windings, are mounted simultaneously in the stator body.
  • the present invention finds applications in particular in the field of stators for alternator or reversible machine but it could also apply to any type of rotating machine.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Abstract

The present invention provides a stator for a rotating electrical machine, in particular for a motor vehicle, the stator (15) comprising: - a body (27) having notches (37) which open axially into front (38) and rear (39) axial end walls of the body (27) and which are radially open in an inner wall (40) of the body (27), - at least two windings (43), each forming a phase of the stator (15), each winding comprising undulating wire turns which comprise a series of axial strands (44) received in a series of associated notches (37) and connecting strands (45, 46) which connect the successive axial strands (44) and extend alternately beyond the front axial end wall (38) and beyond the rear axial end wall (39). One winding has a shorter wire length than the other winding.

Description

STATOR BOBINÉ POUR MACHINE ÉLECTRIQUE TOURNANTE  STATOR COIL FOR ROTATING ELECTRIC MACHINE
L'invention concerne notamment un stator bobiné équipé d'enroulements formant des phases pour une machine électrique tournante de véhicule automobile. The invention relates in particular to a wound stator equipped with windings forming phases for a rotating electric machine of a motor vehicle.
L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine des machines électriques tournantes telles que les alternateurs, les alterno-démarreurs ou encore les machines réversibles. On rappelle qu'une machine réversible est une machine électrique tournante apte à travailler de manière réversible, d'une part, comme générateur électrique en fonction alternateur et, d'autre part, comme moteur électrique par exemple pour démarrer le moteur thermique du véhicule automobile.  The invention finds a particularly advantageous application in the field of rotating electrical machines such as alternators, alternator-starters or reversible machines. It will be recalled that a reversible machine is a rotating electrical machine able to work in a reversible manner, on the one hand, as an electric generator in alternator function and, on the other hand, as an electric motor for example to start the engine of the motor vehicle .
Une machine électrique tournante comprend un rotor mobile en rotation autour d'un axe et un stator fixe entourant le rotor. En mode alternateur, lorsque le rotor est en rotation, il induit un champ magnétique au stator qui le transforme en courant électrique afin d'alimenter l'électronique du véhicule et de recharger la batterie. En mode moteur, le stator est alimenté électriquement et induit un champ magnétique entraînant le rotor en rotation.  A rotating electrical machine comprises a rotor rotatable about an axis and a fixed stator surrounding the rotor. In alternator mode, when the rotor is rotating, it induces a magnetic field to the stator which transforms it into electric current to power the vehicle electronics and recharge the battery. In motor mode, the stator is electrically powered and induces a magnetic field driving the rotor in rotation.
L'invention concerne plus particulièrement un stator de machine électrique tournante comportant un corps cylindrique annulaire muni d'encoches axiales débouchantes dans lesquelles sont agencés des conducteurs électriques de manière à former un bobinage. Le bobinage est, ici, formé de plusieurs phases et est composé de conducteurs délimitant une série de spires ou boucles reliées électriquement en série qui forment un enroulement circonférentiel. Un enroulement comporte des branches axiales qui traversent les encoches et des branches de liaisons disposées à l'extérieur du corps cylindrique qui viennent faire la liaison entre les différentes branches axiales. Les branches de liaison forment alors un chignon avant et un chignon arrière s'étendant axialement en saillie de part et d'autre du corps cylindrique. Des stators comportant ce type de bobinage sont déjà connus par exemple par le document FR 28191 18. The invention more particularly relates to a stator of rotating electrical machine comprising an annular cylindrical body provided with open axial notches in which electrical conductors are arranged so as to form a coil. The coil is, here, formed of several phases and is composed of conductors delimiting a series of turns or loops connected electrically in series which form a circumferential winding. A winding comprises axial branches which pass through the notches and connecting branches disposed outside the cylindrical body which make the connection between the different axial branches. The connecting legs then form a front bun and a rear bun extending axially protruding on either side of the cylindrical body. The stators comprising this type of winding are already known for example from the document FR 28191 18.
Lors de la fabrication d'un tel stator, les phases sont insérées les unes après les autres dans les encoches. L'espace d'insertion des phases se réduit peu à peu au fur et à mesure que les phases sont mises en place dans le corps. Ainsi, la difficulté d'insertion des phases augmente avec l'insertion de la phase suivante.  During the manufacture of such a stator, the phases are inserted one after the other in the notches. The insertion space of the phases is gradually reduced as the phases are put in place in the body. Thus, the difficulty of insertion of the phases increases with the insertion of the following phase.
Il en résulte un positionnement axial différent entre les phases, les premières phases insérées étant positionnées plus haute axialement que les dernières phases insérées. Les hauteurs axiales des chignons s'étendant de part et d'autre du corps cylindrique ne sont alors pas homogènes au sein d'un même chignon car les différentes phases forment des ondes plus ou moins basses ou hautes en fonction de la position des phases.  This results in a different axial positioning between the phases, the first inserted phases being positioned higher axially than the last inserted phases. The axial heights of the buns extending on either side of the cylindrical body are not homogeneous within a single bun because the different phases form more or less low or high waves depending on the position of the phases.
Ce phénomène de décalage axial des phases entraine une augmentation de la hauteur globale des chignons avant et arrière du stator. Avoir des grandes hauteurs de chignons impacte négativement la machine électrique tournante. En effet, cela entraîne d'une part une augmentation de l'encombrement de ladite machine et d'autre part une diminution des performances de ladite machine puisqu'on sait que le courant électrique circulant dans les chignons crée des pertes. De plus, cela entraine également une augmentation du coût de production de la machine en augmentant la quantité de conducteurs nécessaire à la réalisation du bobinage.  This phenomenon of axial shift of the phases causes an increase in the overall height of the front and rear bun stator. Having big heights of buns negatively impacts the rotating electrical machine. Indeed, this causes on the one hand an increase in the size of said machine and on the other hand a decrease in performance of said machine since it is known that the electric current flowing in the buns creates losses. In addition, it also results in an increase in the cost of production of the machine by increasing the amount of conductors necessary for carrying out the winding.
La présente invention vise à permettre d'éviter les inconvénients de l'art antérieur.  The present invention aims to avoid the disadvantages of the prior art.
A cet effet, la présente invention a donc pour objet un stator pour une machine électrique tournante, notamment pour véhicule automobile. Selon la présente invention, le stator comporte :  For this purpose, the present invention therefore relates to a stator for a rotating electrical machine, especially for a motor vehicle. According to the present invention, the stator comprises:
- un corps comportant des encoches qui débouchent axialement dans des parois d'extrémité axiale avant et arrière du corps et qui sont ouvertes radialement dans une paroi interne du corps, - au moins deux enroulements formant chacun une phase du stator, chaque enroulement comportant des spires ondulées de fil qui comportent une série de brins axiaux qui sont reçus dans une série d'encoches associées et des brins de liaisons qui relient les brins axiaux successifs en s'étendant alternativement en saillie par rapport à la paroi d'extrémité axiale avant et en saillie par rapport à la paroi d'extrémité axiale arrière,a body having notches which open axially into front and rear axial end walls of the body and which are open radially in an internal wall of the body, at least two windings each forming a phase of the stator, each winding comprising corrugated turns of wire which comprise a series of axial strands which are received in a series of associated notches and strands of connections which connect the successive axial strands in extending alternately projecting from the axial forward end wall and projecting from the rear axial end wall,
Selon l'invention, un enroulement présente une longueur de fil inférieure à celle de l'autre enroulement. According to the invention, one winding has a length of yarn less than that of the other winding.
De manière inattendue, il a été constaté que le fait de réduire la longueur d'un des enroulements et ainsi de déséquilibrer en longueur une phase par rapport à une autre phase, n'impacte pas les performances électromagnétiques de la machine électrique tournante. Cette réduction de longueur permet de réduire la hauteur axiale du chignon et notamment celle du chignon arrière de la machine. L'encombrement axial de la machine est alors réduit de même que son poids et son coût de production.  Unexpectedly, it has been found that reducing the length of one of the windings and thus unbalancing in length one phase relative to another phase, does not impact the electromagnetic performance of the rotating electrical machine. This reduction in length makes it possible to reduce the axial height of the bun and in particular that of the rear bun of the machine. The axial size of the machine is reduced as well as its weight and its production cost.
Selon une réalisation, le stator comporte deux systèmes de phase, chaque système de phase comportant au moins un enroulement. Dans cette réalisation, au moins un enroulement du second système de phase présente une longueur de fil inférieure à celle d'un enroulement du premier système de phase.  According to one embodiment, the stator comprises two phase systems, each phase system comprising at least one winding. In this embodiment, at least one winding of the second phase system has a wire length shorter than that of a winding of the first phase system.
Selon une réalisation, chaque système de phase comporte plusieurs enroulements et tous les enroulements du second système de phase présente chacun une longueur de fil inférieure à celle des enroulements du premier système de phase.  According to one embodiment, each phase system comprises a plurality of windings and all the windings of the second phase system each have a length of wire less than that of the windings of the first phase system.
Selon une réalisation, au sein d'un même système de phase, les enroulements présentent une même longueur de fil. Cela permet de ne pas déséquilibrer les résistances au sein d'un même système de phase et ainsi d'éviter une baisse des performances de la machine électrique.  According to one embodiment, within the same phase system, the windings have the same length of wire. This makes it possible not to unbalance the resistors within the same phase system and thus to avoid a decrease in the performance of the electric machine.
Selon une réalisation, l'enroulement présentant une longueur de fil plus courte est disposé radialement plus proche de la paroi interne du corps de stator que l'enroulement présentant la longueur de fil plus longue. Par exemple, le second système de phase est disposé radialement plus proche de la paroi interne du corps de stator que le premier système de phase. In one embodiment, the winding having a shorter wire length is disposed radially closer to the inner wall of the stator body than the winding having the longer wire length. For example, the second phase system is disposed radially closer to the inner wall of the stator body than the first phase system.
Selon une réalisation, la longueur de l'enroulement qui présente une longueur de fil plus courte est au maximum égale à 98% de la longueur de l'enroulement qui présente une longueur de fil plus longue. Cela permet de diminuer suffisamment la longueur du fil afin d'avoir une réelle diminution de la hauteur du chignon.  In one embodiment, the length of the winding having a shorter wire length is at most 98% of the length of the winding having a longer wire length. This reduces the length of the thread enough to have a real decrease in the height of the bun.
Selon une réalisation, la longueur de l'enroulement qui présente une longueur de fil plus courte est au moins égale à 95% de la longueur de l'enroulement qui présente une longueur de fil plus longue. Cela permet de ne pas trop diminuer la longueur du fil, en effet une longueur de fil minimum est requise pour pourvoir enrouler correctement l'enroulement dans le corps du stator.  In one embodiment, the length of the winding having a shorter wire length is at least 95% of the length of the winding having a longer wire length. This makes it possible not to reduce the length of the wire too much, indeed a minimum length of wire is required to be able to wind up the winding correctly in the body of the stator.
Selon une réalisation, la différence de résistance entre l'enroulement qui présente une longueur de fil plus courte et l'enroulement qui présente une longueur de fil plus longue est de l'ordre de 3%, l'enroulement qui présente une longueur de fil plus courte ayant la résistance la plus faible.  According to one embodiment, the difference in resistance between the winding having a shorter wire length and the winding having a longer wire length is of the order of 3%, the winding having a length of wire shorter with the lowest resistance.
Selon une réalisation, un enroulement comporte une première demi- phase formant une strate externe de spires et une deuxième demi-phase interne formant une strate interne de spires superposée radialement dans l'encoche à la strate externe. Dans cette réalisation, les brins axiaux de chaque demi-phase sont disposés dans les encoches de manière à ce que les brins axiaux de la deuxième demi-phase soit radialement plus proche de la paroi interne que les brins axiaux de la première demi-phase. Toujours dans cette réalisation, les brins de liaison de la première demi- phase forment des chignons externes et les brins de liaison de la deuxième demi-phase forment des chignons internes, les chignons internes et externes s'étendant axialement en saillie par rapport aux parois d'extrémités axiales avant et arrière du corps.  According to one embodiment, a winding comprises a first half-phase forming an outer layer of turns and a second internal half-phase forming an inner layer of turns superimposed radially in the notch to the outer layer. In this embodiment, the axial strands of each half-phase are arranged in the notches so that the axial strands of the second half-phase is radially closer to the inner wall than the axial strands of the first half-phase. Still in this embodiment, the connecting strands of the first half-phase form external bunches and the connecting strands of the second half-phase form internal buns, the inner and outer buns extending axially projecting from the walls front and back axial ends of the body.
Selon une réalisation, les spires de chaque demi-phase d'un même enroulement sont ondulées en opposition. Selon une réalisation, la longueur de fil de chaque spire de la première demi-phase et celle de chaque spire de la deuxième demi-phase pour un même enroulement sont identiques. In one embodiment, the turns of each half-phase of the same winding are corrugated in opposition. According to one embodiment, the length of wire of each turn of the first half-phase and that of each turn of the second half-phase for the same winding are identical.
Selon une autre réalisation, la longueur de fil de chaque spire de la deuxième demi-phase est plus grande que la longueur de fil de chaque spire de la première demi-phase de manière à ce qu'une hauteur axiale en saillie des chignons internes soit plus grande qu'une hauteur axiale en saillie des chignons externes.  According to another embodiment, the wire length of each turn of the second half-phase is greater than the wire length of each turn of the first half-phase so that an axial height protruding internal buns is greater than an axial height projecting external buns.
Par exemple, la longueur de fil de chaque spire de la deuxième demi-phase est plus grande de 2% à 10% par rapport à la longueur de fil de chaque spire de la première demi-phase.  For example, the wire length of each turn of the second half-phase is greater by 2% to 10% with respect to the wire length of each turn of the first half-phase.
La présente invention a également pour objet une machine électrique tournante. La machine électrique tournante peut, avantageusement, former un alternateur, un alterno-démarreur ou une machine réversible.  The present invention also relates to a rotating electrical machine. The rotating electrical machine can advantageously form an alternator, an alternator-starter or a reversible machine.
La présente invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en œuvre non limitatifs de l'invention et de l'examen des dessins annexés, sur lesquels :  The present invention may be better understood on reading the following detailed description of examples of non-limiting implementation of the invention and of examining the appended drawings, in which:
- la figure 1 représente, schématiquement et partiellement, une vue en coupe d'une machine électrique tournante selon un exemple de mise en œuvre de l'invention,  FIG. 1 represents, schematically and partially, a cross-sectional view of a rotating electrical machine according to an exemplary implementation of the invention,
- la figure 2 représente, schématiquement et partiellement, une vue de dessus d'un stator bobiné de la figure 1 ,  FIG. 2 represents, schematically and partially, a view from above of a wound stator of FIG. 1;
- la figure 3 représente, schématiquement et partiellement, une vue de côté d'une partie d'un stator bobiné de la figure 1 ,  FIG. 3 represents, schematically and partially, a side view of a part of a wound stator of FIG. 1,
- la figure 4 représente, schématiquement et partiellement, une vue en perspective d'une partie d'un stator bobiné partiellement de la figure 1 ,  FIG. 4 represents, schematically and partially, a perspective view of part of a partially wound stator of FIG. 1;
- la figure 5 représente, schématiquement et partiellement, une vue de dessus en éclaté qui représente deux demi-phases de l'enroulement de la figure 4 avant montage (avec un nombre réduit de spires pour simplifier la figure), - la figure 6 représente, schématiquement et partiellement, une vue de dessus qui représente l'enroulement de la figure 5 dans lequel les deux demi-phases sont superposées axialement, et FIG. 5 represents, schematically and partially, an exploded top view which represents two half-phases of the winding of FIG. 4 before mounting (with a reduced number of turns to simplify the figure), FIG. 6 represents, schematically and partially, a view from above which represents the winding of FIG. 5 in which the two half-phases are superposed axially, and
- la figure 7 représente, schématiquement et partiellement, une vue en perspective des deux demi-phases de l'enroulement de la figure 4.  FIG. 7 represents, schematically and partially, a perspective view of the two half-phases of the winding of FIG. 4.
Les éléments identiques, similaires ou analogues conservent les mêmes références d'une figure à l'autre.  Identical, similar or similar elements retain the same references from one figure to another.
Les modes de réalisation qui sont décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs ; on pourra notamment imaginer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur. The embodiments which are described below are in no way limiting; it will be possible to imagine variants of the invention comprising only a selection of characteristics described hereinafter isolated from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention compared to the state of the art.
En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s'oppose à cette combinaison sur le plan technique. Dans un tel cas, mention serait faite dans la présente description. In particular, all the variants and all the embodiments described are combinable with each other if nothing stands in the way of this combination at the technical level. In such a case, mention would be made in the present description.
La figure 1 représente un exemple d'une machine électrique tournante 10 compacte et polyphasée, notamment pour véhicule automobile. Cette machine électrique tournante 10 transforme de l'énergie mécanique en énergie électrique, en mode alternateur, et peut fonctionner en mode moteur pour transformer de l'énergie électrique en énergie mécanique. Cette machine électrique tournante 10 est, par exemple, un alternateur, un alterno-démarreur ou une machine réversible.  FIG. 1 represents an example of a compact and polyphase electrical rotating machine 10, in particular for a motor vehicle. This rotating electrical machine 10 transforms mechanical energy into electrical energy, into alternator mode, and can operate in motor mode to transform electrical energy into mechanical energy. This rotary electrical machine 10 is, for example, an alternator, an alternator-starter or a reversible machine.
La machine électrique tournante 10 comporte un carter 1 1 . A l'intérieur de ce carter 1 1 , elle comporte, en outre, un arbre 13, un rotor 12 solidaire en rotation de l'arbre 13 et un stator 15 entourant le rotor 12. Le mouvement de rotation du rotor 12 se fait autour d'un axe X.  The rotary electrical machine 10 comprises a housing 1 1. Inside this housing 1 1, it further comprises a shaft 13, a rotor 12 integral in rotation with the shaft 13 and a stator 15 surrounding the rotor 12. The rotational movement of the rotor 12 is around an X axis.
Dans la suite de la description, les dénominations axiales, radiales, extérieures et intérieures se réfèrent à l'axe X traversant en son centre l'arbre 13. La direction axiale correspond à l'axe X alors que les orientations radiales correspondent à des plans concourants, et notamment perpendiculaires, à l'axe X. Pour les directions radiales, les dénominations extérieure ou intérieure s'apprécient par rapport au même axe X, la dénomination intérieure correspondant à un élément orienté vers l'axe, ou plus proche de l'axe par rapport à un second élément, la dénomination extérieure désignant un éloignement de l'axe. In the remainder of the description, the axial, radial, external and internal denominations refer to the axis X crossing at its center the shaft 13. The axial direction corresponds to the X axis while the radial orientations correspond to the planes concurrent, and in particular perpendicular, to the X axis. For radial directions, the external or internal denominations are assessed with respect to the same axis X, the inner denomination corresponding to an element oriented towards the axis, or closer to the axis with respect to a second element, the external denomination designating a distance from the axis.
Dans cet exemple, le carter 1 1 comporte un palier avant 16 et un palier arrière 17 qui sont assemblés ensemble. Ces paliers 16, 17 sont de forme creuse et portent, chacun, centralement un roulement à billes 18, 19 respectif pour le montage à rotation de l'arbre 13.  In this example, the housing 1 1 comprises a front bearing 16 and a rear bearing 17 which are assembled together. These bearings 16, 17 are hollow in shape and each carries a respective ball bearing 18, 19 for the rotational mounting of the shaft 13.
Une poulie 20 est fixée sur une extrémité avant de l'arbre 13, au niveau du palier avant 16, par exemple à l'aide d'un écrou en appui sur le fond de la cavité de cette poulie. Cette poulie 20 permet de transmettre le mouvement de rotation à l'arbre 13.  A pulley 20 is fixed on a front end of the shaft 13, at the front bearing 16, for example by means of a nut bearing against the bottom of the cavity of this pulley. This pulley 20 transmits the rotational movement to the shaft 13.
L'extrémité arrière de l'arbre 13 porte, ici, des bagues collectrices 21 appartenant à un collecteur 22. Des balais 23 appartenant à un porte- balais 24 sont disposés de façon à frotter sur les bagues collectrices 21 . Le porte-balais 24 est relié à un régulateur de tension (non représenté).  The rear end of the shaft 13 carries, here, slip rings 21 belonging to a manifold 22. Brushes 23 belonging to a brush holder 24 are arranged so as to rub on the slip rings 21. The brush holder 24 is connected to a voltage regulator (not shown).
Le palier avant 16 et le palier arrière 17 peuvent comporter, en outre, des ouvertures sensiblement latérales pour le passage de l'air en vue de permettre le refroidissement de la machine électrique tournante par circulation d'air engendrée par la rotation d'un ventilateur avant 25 sur la face dorsale avant du rotor 12, c'est-à-dire au niveau du palier avant 16 et d'un ventilateur arrière 26 sur la face dorsale arrière du rotor, c'est-à-dire au niveau du palier arrière 17.  The front bearing 16 and the rear bearing 17 may further comprise substantially lateral openings for the passage of air in order to allow the cooling of the rotary electric machine by air circulation generated by the rotation of a fan. before 25 on the front dorsal face of the rotor 12, that is to say at the level of the front bearing 16 and a rear fan 26 on the rear dorsal face of the rotor, that is to say at the level of the bearing back 17.
Dans cet exemple, le rotor 12 est un rotor à griffe. Il comporte deux roues polaires 31 . Chaque roue polaire 31 est formée d'un flasque 32 et d'une pluralité de griffes 33 formants des pôles magnétiques. Le flasque 32 est d'orientation transversale et présente, par exemple, une forme sensiblement annulaire. Ce rotor 12 comporte, en outre, un noyau 34 cylindrique qui est intercalé axialement entre les roues polaires 31 . Ici, ce noyau 34 est formé de deux demi noyaux appartenant chacun à l'une des roues polaires. Le rotor 12 comporte, entre le noyau 34 et les griffes 33, une bobine 35 comportant, ici, un moyeu de bobinage et un bobinage électrique sur ce moyeu. Par exemple, les bagues collectrices 21 appartenant au collecteur 22 sont reliées par des liaisons filaires à ladite bobine 35. Le rotor 12 peut également comporter des éléments magnétiques interposés entre deux griffes 33 adjacentes. In this example, the rotor 12 is a claw rotor. It has two pole wheels 31. Each pole wheel 31 is formed of a flange 32 and a plurality of claws 33 forming magnetic poles. The flange 32 is of transverse orientation and has, for example, a substantially annular shape. This rotor 12 further comprises a cylindrical core 34 which is interposed axially between the pole wheels 31. Here, this core 34 is formed of two half-cores each belonging to one of the pole wheels. The rotor 12 comprises, between the core 34 and the claws 33, a coil 35 comprising, here, a winding hub and an electric winding on this hub. For example, slip rings 21 belonging to the collector 22 are connected by wire bonds to said coil 35. The rotor 12 may also comprise magnetic elements interposed between two adjacent claws 33.
Comme illustré sur l'exemple de la figure 2, le stator 15 comporte un corps 27 cylindrique annulaire en forme d'un paquet de tôles doté d'encoches 37. Chaque encoche 37 débouche axialement dans des parois d'extrémité axiale avant 38 et arrière 39 du corps 27 et sont ouvertes radialement dans une paroi interne 40 dudit corps.  As illustrated in the example of FIG. 2, the stator 15 comprises an annular cylindrical body 27 in the form of a pack of sheets provided with notches 37. Each notch 37 opens axially into front axial end walls 38 and aft. 39 of the body 27 and are open radially in an inner wall 40 of said body.
Un bobinage électrique 28 est monté sur le corps 27. Ce bobinage 28 traverse les encoches 37 du corps 27 et forment un chignon avant 29 et un chignon arrière 30 de part et d'autre du corps du stator. Le stator 15 peut être équipé d'isolant d'encoches pour le montage d'un bobinage électrique 28 à l'intérieur des encoches et/ou de calles de fermeture 41 permettant le maintien du bobinage à l'intérieur des encoches 37. Le bobinage 28 est connecté, par exemple, en étoile ou encore en triangle.  An electric winding 28 is mounted on the body 27. This winding 28 passes through the notches 37 of the body 27 and form a front bun 29 and a rear bun 30 on either side of the stator body. The stator 15 may be equipped with slot insulator for mounting an electrical winding 28 inside the notches and / or closure calli 41 for maintaining the winding inside the notches 37. The winding 28 is connected, for example, in a star or in a triangle.
Le bobinage 28 est formé de plusieurs phases, chaque phase formant un enroulement 43. Chaque enroulement comporte au moins un conducteur traversant les encoches 37 et forme, avec toutes les phases, les chignons. Le bobinage 28 est relié électriquement via des sorties de phase 42 à un ensemble électronique 36.  The winding 28 is formed of several phases, each phase forming a winding 43. Each winding comprises at least one conductor passing through the notches 37 and forms, with all phases, buns. The coil 28 is electrically connected via phase outputs 42 to an electronic assembly 36.
L'ensemble électronique 36 comporte au moins un module électronique de puissance permettant de piloter une phase du bobinage 28. Ce module de puissance forme un pont redresseur de tension pour transformer la tension alternative générée par l'alternateur 10 en une tension continue pour alimenter notamment la batterie et le réseau de bord du véhicule.  The electronic assembly 36 comprises at least one electronic power module for controlling a phase of the winding 28. This power module forms a voltage rectifier bridge to transform the alternating voltage generated by the alternator 10 into a DC voltage to power in particular the battery and the vehicle's electrical system.
Lorsque le bobinage électrique 28 est alimenté électriquement à partir des balais, le rotor 4 est magnétisé et devient un rotor inducteur avec formation de pôles magnétiques Nord-Sud au niveau des griffes 19. Ce rotor inducteur crée un courant induit alternatif dans le stator induit lorsque l'arbre 3 est en rotation. Le pont redresseur 9 transforme alors ce courant induit alternatif en un courant continu, notamment pour alimenter les charges et les consommateurs du réseau de bord du véhicule automobile ainsi que pour recharger sa batterie. When the electric winding 28 is electrically powered from the brushes, the rotor 4 is magnetized and becomes an inductor rotor with formation of north-south magnetic poles at the claws 19. This inductor rotor creates an alternating current induced in the stator induced when the shaft 3 is rotating. The rectifier bridge 9 then transforms this AC induced current into a direct current, in particular to supply the loads and the consumers of the onboard network of the motor vehicle as well as to recharge its battery.
Comme illustré sur les figures 3 et 4, un enroulement 43 comporte des spires ondulées d'un ou plusieurs fils qui comportent une série de brins axiaux 44 qui sont reçus dans une série d'encoches 37 associées et des brins de liaison 45, 46 qui relient les brins axiaux successifs en s'étendant alternativement en saillie par rapport à la paroi d'extrémité axiale avant et en saillie par rapport à la paroi d'extrémité axiale arrière. Ainsi les brins de liaison supérieure 45 forment le chignon avant 29 et les brins de liaison inférieure 46 forment le chignon arrière 30 du bobinage électrique 28.  As illustrated in FIGS. 3 and 4, a winding 43 comprises corrugated turns of one or more wires which comprise a series of axial strands 44 which are received in a series of associated notches 37 and connecting strands 45, 46 which connect the successive axial strands extending alternately protruding from the axial end wall before and protruding from the rear axial end wall. Thus the upper connecting strands 45 form the front bun 29 and the lower connecting strands 46 form the rear bun 30 of the electric winding 28.
Comme illustré par la figure 3, au moins un des enroulements 43 présente une longueur de fil inférieure à celle des autres enroulements. Par longueur de fil on entend la longueur du fil totale entre les portions du fil qui forment les sorties de phases 42. Les longueurs des brins axiaux 44 des différents enroulements sont identiques mais les longueurs des brins de liaison 45, 46 sont différents.  As illustrated in FIG. 3, at least one of the windings 43 has a shorter wire length than the other windings. By length of wire is meant the length of the total wire between the portions of the wire which form the phase outputs 42. The lengths of the axial strands 44 of the different windings are identical but the lengths of the connecting strands 45, 46 are different.
Dans l'exemple de la figure 3, le bobinage électrique 28 est un bobinage double triphasé, c'est-à-dire comportant 6 phases ou 6 enroulements 43. Ce bobinage 28 comprend alors un premier système de phases 47 et un second système de phases 48, chacun comportant trois enroulements 43. Une série encoche 37 est associée à un des six enroulements 43. Deux encoches consécutive d'une même série d'encoche sont séparées par des encoches adjacentes correspondant chacune à une autre série d'encoche associée à l'un des cinq autres enroulements 43. Ainsi, pour un stator hexaphasé comme dans l'exemple prit ici, cinq encoches adjacentes sont laissées libres entre deux encoches de chaque série. En d'autres termes, les fils d'un enroulement 43 sont insérés dans une encoche sur six encoches adjacentes.  In the example of FIG. 3, the electric winding 28 is a three-phase double winding, that is to say having 6 phases or 6 windings 43. This winding 28 then comprises a first phase system 47 and a second phase system. phases 48, each having three windings 43. A serie notch 37 is associated with one of the six windings 43. Two consecutive notches of the same series of notches are separated by adjacent notches each corresponding to another series of notches associated with one of the five other windings 43. Thus, for a hexaphase stator as in the example taken here, five adjacent notches are left free between two notches of each series. In other words, the wires of a winding 43 are inserted into a notch on six adjacent notches.
Au moins un enroulement 43 du second système de phase 48 présente une longueur de fil inférieure à celle d'un enroulement 43 du premier système de phase 47. En particulier, les trois enroulements 43 du second système de phase 48 présente chacun une longueur de fil inférieure à celle des trois enroulements 43 du premier système de phase 47. De préférence, au sein d'un même système de phase, les enroulements 43 présentent une même longueur de fil. At least one winding 43 of the second phase system 48 has a length of wire less than that of a winding 43 of the first phase system 47. In particular, the three windings 43 of the second phase system 48 each have a length of wire less than that of the three windings 43 of the first phase system 47. Preferably, within the same phase system, the windings 43 have the same length of wire.
Toujours dans l'exemple de la figure 3, le premier système de phases 47 est celui qui est inséré en premier dans le corps 27 du stator. Ainsi, les enroulements du second système de phases 48 qui présentent une longueur de fil plus courte sont disposés radialement plus proche de la paroi interne 40 du corps 27 de stator que les enroulements présentant une longueur de fil plus longue, c'est-à-dire ceux du premier système de phases 47.  Still in the example of Figure 3, the first phase system 47 is the one that is inserted first into the body 27 of the stator. Thus, the windings of the second phase system 48 which have a shorter wire length are arranged radially closer to the inner wall 40 of the stator body 27 than the windings having a longer wire length, i.e. say those of the first phase system 47.
Dans l'exemple décrit ici, les trois phases du premier système de phases 47 sont insérées dans un certain ordre, par exemple une première phase puis une deuxième phase puis une troisième phase, puis les trois phases du second système de phases 48 sont insérées dans un certain ordre, en particulier dans le même ordre que celles du premier système c'est-à-dire d'abord la première phase puis la deuxième puis la troisième. On ne sortira pas du cadre de l'invention en changeant l'ordre d'insertion des différentes phases.  In the example described here, the three phases of the first phase system 47 are inserted in a certain order, for example a first phase then a second phase and then a third phase, then the three phases of the second phase system 48 are inserted in a certain order, especially in the same order as those of the first system that is to say first the first phase then the second and third. We will not depart from the scope of the invention by changing the order of insertion of the different phases.
Le sens d'insertion des enroulements 43 est indiqué par une flèche dans la figure 3. Les enroulements 43 sont insérés un part un à partir de la paroi d'extrémité axiale arrière 39 du corps 27 vers la paroi d'extrémité axiale avant 38 dudit corps. L'enroulement inséré en premier peut être inséré au maximum. Au fur et à mesure de l'insertion des enroulements, de moins en moins de place est disponible pour insérer les enroulements suivant, en particulier à cause de l'encombrement du chignon avant 29. Ainsi, il se crée un décalage axial entre les différentes hauteurs maximum des enroulements au niveau du chignon avant 29 et un décalage axial entre les différentes hauteurs maximum des enroulements au niveau du chignon arrière 30. On entend par hauteur maximum, la distance axiale maximum entre la paroi d'extrémité axiale 38, 39 du corps 27 correspondante et un des brins de liaison 45, 46 correspondant de l'enroulement 43. En particulier, de part le procédé d'insertion utilisé ici, le premier enroulement inséré est celui qui présente une hauteur maximum la plus grande au niveau du chignon avant 38 et le dernier enroulement inséré est celui qui présente une hauteur maximum la plus petite au niveau dudit chignon avant. De préférence, entre ces deux enroulements, les autres enroulements présentent, respectivement, des hauteurs maximales qui diminuent progressivement entre celle du premier enroulement inséré et celle du dernier enroulement inséré. The direction of insertion of the windings 43 is indicated by an arrow in FIG. 3. The windings 43 are inserted one by one from the rear axial end wall 39 of the body 27 towards the front axial end wall 38 of said body. The winding inserted first can be inserted to the maximum. As and when the windings are inserted, less and less space is available to insert the following windings, in particular because of the bulk of the front bun 29. Thus, an axial offset is created between the different maximum heights of the windings at the front bun 29 and an axial offset between the different maximum heights of the windings at the rear bun 30. The term maximum height means the maximum axial distance between the axial end wall 38, 39 of the body 27 and one of the connecting strands 45, 46 corresponding to the winding 43. In particular, because of the insertion method used here, the first inserted winding is the one having the greatest maximum height at the front bun 38 and the last inserted winding is the one having the smallest maximum height at the level of the front bun. said front bun. Preferably, between these two windings, the other windings have, respectively, maximum heights which gradually decrease between that of the first winding inserted and that of the last winding inserted.
Au niveau du chignon arrière 30, pour le premier système de phase 47, le premier enroulement inséré est celui qui présente une hauteur maximum la plus petite et le dernier enroulement inséré est celui qui présente une hauteur maximum la plus grande, l'enroulement inséré entre le premier et le dernier enroulement présentant une hauteur maximale intermédiaire. De même, pour le second système de phase 48, le premier enroulement inséré est celui qui présente une hauteur maximum la plus petite et le dernier enroulement inséré est celui qui présente une hauteur maximum la plus grande, l'enroulement inséré entre le premier et le dernier enroulement présentant une hauteur maximale intermédiaire.  At the rear bun 30, for the first phase system 47, the first inserted winding is the one with the smallest maximum height and the last inserted winding is the one with the largest maximum height, the winding inserted between the first and the last winding having a maximum intermediate height. Similarly, for the second phase system 48, the first winding inserted is the one with the smallest maximum height and the last winding inserted is the one with the largest maximum height, the winding inserted between the first and the second last winding having a maximum intermediate height.
La réduction des longueurs des fils des enroulements 43 du second système de phases 48 entraine une discontinuité entre les décalages axiaux du premier système de phase 47 et ceux du second système de phases 48. Sur la figure 3, les pointillés illustrent la différence entre des enroulements sans réduction de longueur de l'art antérieur et des enroulements avec une réduction de longueur. Ainsi, le premier enroulement inséré du second système de phases 48 présente une hauteur maximale plus petite que celle du dernier enroulement inséré du premier système de phase 47. Par exemple, le deuxième enroulement inséré du second système de phases 48 pourrait également présenter une hauteur maximale plus petite que celle du dernier enroulement inséré du premier système de phase 47. Dans un autre exemple, le premier enroulement inséré du second système de phases 48 présente une hauteur maximale plus petite que celle du deuxième enroulement inséré du premier système de phase 47. Au final, on obtient une hauteur axiale du chignon arrière 30 plus petite qu'une hauteur axiale du chignon avant 29. The reduction in the lengths of the wires of the windings 43 of the second phase system 48 causes a discontinuity between the axial offsets of the first phase system 47 and those of the second phase system 48. In FIG. 3, the dashed lines illustrate the difference between windings. without length reduction of the prior art and windings with a reduction in length. Thus, the first inserted winding of the second phase system 48 has a smaller maximum height than that of the last inserted winding of the first phase system 47. For example, the second inserted winding of the second phase system 48 could also have a maximum height smaller than that of the last inserted winding of the first phase system 47. In another example, the first inserted winding of the second phase system 48 has a smaller maximum height than that of the second inserted winding of the first phase system 47. Finally, we obtain an axial height of the rear bun 30 smaller than an axial height of the front bun 29.
De préférence, la longueur de l'enroulement 43 qui présente une longueur de fil plus courte est au maximum égale à 98% de la longueur de l'enroulement qui présente une longueur de fil plus longue.  Preferably, the length of the winding 43 which has a shorter wire length is at most 98% of the length of the winding which has a longer wire length.
Toujours de préférence, la longueur de l'enroulement qui présente une longueur de fil plus courte est au moins égale à 95% de la longueur de l'enroulement qui présente une longueur de fil plus longue.  Still preferably, the length of the winding having a shorter wire length is at least 95% of the length of the winding having a longer wire length.
Ainsi, la réduction de longueur est comprise entre 2% et 5% de la longueur totale du fil. Par exemple, un fil d'un enroulement du premier système de phases 47 présente une longueur de 1060 mm et un fil d'un enroulement du second système de phases 48 présente une longueur de 1030 mm. La réduction totale de la hauteur des chignons peut atteindre 8 mm, soit au maximum 4 mm de réduction pour un chignon.  Thus, the reduction in length is between 2% and 5% of the total length of the wire. For example, a wire of a winding of the first phase system 47 has a length of 1060 mm and a wire of a winding of the second phase system 48 has a length of 1030 mm. The total reduction of the height of the buns can reach 8 mm, a maximum of 4 mm of reduction for a bun.
Cette différence de longueur entraine une différence de résistance entre l'enroulement qui présente une longueur de fil plus courte et l'enroulement qui présente une longueur de fil plus longue qui est de l'ordre de 3%, l'enroulement qui présente une longueur de fil plus courte ayant la résistance la plus faible. Un tel déséquilibre de résistance entre les deux systèmes de phases n'a pas d'impact sur les performances de la machine électrique tournante.  This difference in length causes a difference in resistance between the winding having a shorter wire length and the winding having a longer wire length which is of the order of 3%, the winding having a length shorter wire with the lowest resistance. Such imbalance of resistance between the two phase systems has no impact on the performance of the rotating electrical machine.
De préférence, le diamètre de fil utilisé pour les différents enroulements reste le même d'un système de phases à l'autre.  Preferably, the wire diameter used for the different windings remains the same from one phase system to another.
Les figures 4 à 7 expliquent un exemple de formation d'un enroulement 43. Dans cet exemple, un enroulement 43 comporte une première demi-phase 49 formant une strate externe 51 de spires et une deuxième demi-phase 50 formant une strate interne 52 de spires superposée radialement dans l'encoche 37 à la strate externe 51 , la strate interne 52 étant plus proche radialement de la paroi interne 40 du corps 27 que la strate externe 51 . Les brins axiaux 44 de chaque demi-phase sont disposés dans les encoches 37 de manière à ce que les brins axiaux de la deuxième demi-phase 50 soit radialement plus proche de la paroi interne 40 que les brins axiaux de la première demi-phase 49. Les brins de liaison 45, 46 de la première demi-phase 49 forment des chignons externes appartenant à la strate externe 51 et les brins de liaison 45, 46 de la deuxième demi-phase 50 forment des chignons internes appartenant à la strate externe 52. Chaque chignon avant 29 et arrière 30 est composé de chignon interne et de chignon externe. FIGS. 4 to 7 explain an example of formation of a winding 43. In this example, a winding 43 comprises a first half-phase 49 forming an outer layer 51 of turns and a second half-phase 50 forming an inner layer 52 of radially superimposed coils in the notch 37 to the outer stratum 51, the inner stratum 52 being closer radially to the inner wall 40 of the body 27 than the outer stratum 51. The axial strands 44 of each half-phase are arranged in the notches 37 so that the axial strands of the second half-phase 50 are radially closer to the inner wall 40 than the axial strands of the first half-phase 49 The strands link 45, 46 of the first half-phase 49 form external buns belonging to the outer layer 51 and the connecting strands 45, 46 of the second half-phase 50 form internal buns belonging to the outer layer 52. Each bun front 29 and rear 30 is composed of inner bun and outer bun.
Chaque demi-phase 49, 50 comprend une superposition de spires identiques en forme d'étoiles régulières d'axe A, l'axe A étant coaxial à l'axe X de la machine. Par exemple, sur la figure 5, chaque demi-phase 49, 50 comprend trois spires. Les spires d'une même demi-phase se superposent.  Each half-phase 49, 50 comprises a superposition of identical turns in the form of regular stars of axis A, the axis A being coaxial with the axis X of the machine. For example, in FIG. 5, each half-phase 49, 50 comprises three turns. The turns of the same half-phase are superimposed.
Les spires de chaque demi-phase 49, 50 d'un même enroulement 43 sont ondulées en opposition. Ainsi, les brins de liaison supérieure 45 de la première demi-phase 49 et les brins de liaison supérieure 45 de la deuxième demi-phase 50 sont décalé angulairement autour de l'axe X et de même pour les brins de liaison inférieure 46. En outre, les spires de la première demi-phase 49 sont enroulées par exemple dans le sens horaire et les spires de la deuxième demi-phase 50 sont enroulées dans le sens antihoraire.  The turns of each half-phase 49, 50 of the same winding 43 are corrugated in opposition. Thus, the upper connecting strands 45 of the first half-phase 49 and the upper connecting strands 45 of the second half-phase 50 are angularly offset around the X axis and the same for the lower link strands 46. in addition, the turns of the first half-phase 49 are wound for example in the clockwise direction and the turns of the second half-phase 50 are wound in the counterclockwise direction.
Les deux demi-phases sont reliées entre elles par une portion de liaison 53.  The two half-phases are interconnected by a connecting portion 53.
Dans un mode de réalisation, la longueur de fil de chaque spire de la première demi-phase 49 et celle de chaque spire de la deuxième demi- phase 50 pour un même enroulement 43 sont identiques.  In one embodiment, the length of wire of each turn of the first half-phase 49 and that of each turn of the second half-phase 50 for the same winding 43 are identical.
Dans une variante de réalisation, la longueur de fil de chaque spire de la deuxième demi-phase 50 est plus grande que la longueur de fil de chaque spire de la première demi-phase 49 de manière à ce qu'une hauteur axiale en saillie des chignons internes soit plus grande qu'une hauteur axiale en saillie des chignons externes. Par exemple, la longueur de fil de chaque spire de la deuxième demi-phase 50 est plus grande de 2% à 10% par rapport à la longueur de fil de chaque spire de la première demi-phase 49. Ce type d'enroulement est connu sous le nom « ondulé réparti ». Un tel bobinage et son procédé d'insertion sont par exemple détaillés dans le document FR 2846481 . In an alternative embodiment, the length of wire of each turn of the second half-phase 50 is greater than the length of wire of each turn of the first half-phase 49 so that an axial height protrudes from internal buns is greater than an axial height projecting external buns. For example, the wire length of each turn of the second half-phase 50 is greater by 2% to 10% with respect to the wire length of each turn of the first half-phase 49. This type of winding is known as "distributed corrugated". Such a winding and its insertion method are for example detailed in FR 2846481.
Cet enroulement de phase 43 est, dans une première étape de montage, formé à plat, c'est-à-dire que les spires s'étendent chacune dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe A. Dans une seconde étape de montage, l'enroulement 43 est monté sur le corps 27 du stator par déformation. Plus précisément, l'enroulement 43 est positionné dans les encoches 37 par torsion progressive des brins axiaux 44 axialement d'arrière en avant et par basculement simultané de tous les brins axiaux d'une direction perpendiculaire à l'axe A vers une direction parallèle audit axe A. Cette déformation est par exemple obtenue en faisant coulisser un bloc d'insertion non représenté ici.  This phase winding 43 is, in a first mounting step, formed flat, that is to say that the turns each extend in a plane substantially perpendicular to the axis A. In a second mounting step, the winding 43 is mounted on the body 27 of the stator by deformation. More precisely, the winding 43 is positioned in the notches 37 by progressive torsion of the axial strands 44 axially from rear to front and by simultaneous tilting of all the axial strands of a direction perpendicular to the axis A towards a direction parallel to said axis A. This deformation is for example obtained by sliding an insertion block not shown here.
Ces étapes de montage sont ensuite répétées de manière à insérer les autres enroulements 43 pour former le bobinage électrique 28.  These mounting steps are then repeated so as to insert the other windings 43 to form the electric winding 28.
L'invention a été décrite en référence à un procédé dans lequel les enroulements sont montés successivement l'un après l'autre dans le corps de stator. Cependant, l'invention est aussi applicable pour des procédés de montage dans lesquels au moins deux enroulements, voire tous les enroulements, sont montés simultanément dans le corps de stator.  The invention has been described with reference to a method in which the windings are successively mounted one after the other in the stator body. However, the invention is also applicable for mounting methods in which at least two windings, or all windings, are mounted simultaneously in the stator body.
La présente invention trouve des applications en particulier dans le domaine des stators pour alternateur ou machine réversible mais elle pourrait également s'appliquer à tout type de machine tournante.  The present invention finds applications in particular in the field of stators for alternator or reversible machine but it could also apply to any type of rotating machine.
Bien entendu, la description qui précède a été donnée à titre d'exemple uniquement et ne limite pas le domaine de la présente invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les différents éléments par tous autres équivalents. Par exemple, l'invention est application à un bobinage électrique comportant plus de six phases tel que par exemple sept phases. Ainsi, on ne sortira pas du cadre de l'invention en augmentant ou diminuant le nombre de phases du stator.  Of course, the foregoing description has been given by way of example only and does not limit the scope of the present invention which would not be overcome by replacing the various elements by any other equivalents. For example, the invention is applied to an electrical winding having more than six phases such as for example seven phases. Thus, it will not depart from the scope of the invention by increasing or decreasing the number of phases of the stator.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Stator pour une machine électrique tournante, notamment pour véhicule automobile, le stator (15) comportant : 1. Stator for a rotary electrical machine, particularly for a motor vehicle, the stator (15) comprising:
- un corps (27) comportant des encoches (37) qui débouchent axialement dans des parois d'extrémité axiale avant (38) et arrière (39) du corps (27) et qui sont ouvertes radialement dans une paroi interne (40) du corps (27),  - a body (27) having notches (37) which open axially into front (38) and rear (39) axial end walls of the body (27) and which are radially open in an inner wall (40) of the body (27)
- au moins deux enroulements (43) formant chacun une phase du stator (15), chaque enroulement comportant des spires ondulées de fil qui comportent une série de brins axiaux (44) qui sont reçus dans une série d'encoches (37) associées et des brins de liaisons (45, 46) qui relient les brins axiaux (44) successifs en s'étendant alternativement en saillie par rapport à la paroi d'extrémité axiale avant (38) et en saillie par rapport à la paroi d'extrémité axiale arrière (39),  at least two windings (43) each forming a phase of the stator (15), each winding having wavy wire turns which comprise a series of axial strands (44) which are received in a series of associated notches (37) and connecting strands (45, 46) which connect the successive axial strands (44) extending alternately protruding from the front axial end wall (38) and projecting from the axial end wall rear (39),
le stator (15) étant caractérisé en ce qu'un enroulement (43) présente une longueur de fil inférieure à celle de l'autre enroulement (43).  the stator (15) being characterized in that one winding (43) has a shorter wire length than the other winding (43).
2. Stator selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le stator (15) comporte deux systèmes de phase (47, 48), chaque système de phase comportant au moins un enroulement (43) et en ce qu'au moins un enroulement (43) du second système de phase (48) présente une longueur de fil inférieure à celle d'un enroulement (43) du premier système de phase (47). Stator according to Claim 1, characterized in that the stator (15) comprises two phase systems (47, 48), each phase system comprising at least one winding (43) and in that at least one winding ( 43) of the second phase system (48) has a wire length shorter than that of a winding (43) of the first phase system (47).
3. Stator selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque système de phase (47, 48) comporte plusieurs enroulements (43) et en ce que tous les enroulements (43) du second système de phase (48) présente chacun une longueur de fil inférieure à celle des enroulements (43) du premier système de phase (47). 3. Stator according to claim 2, characterized in that each phase system (47, 48) comprises a plurality of windings (43) and in that all the windings (43) of the second phase system (48) each have a length of wire less than that of the windings (43) of the first phase system (47).
4. Stator selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'au sein d'un même système de phase, les enroulements (43) présentent une même longueur de fil. 4. Stator according to claim 3, characterized in that within a single phase system, the windings (43) have the same length of wire.
5. Stator selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'enroulement (43) présentant une longueur de fil plus courte est disposé radialement plus proche de la paroi interne (40) du corps (27) de stator que l'enroulement (43) présentant la longueur de fil plus longue. 5. Stator according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the winding (43) having a shorter wire length is arranged radially closer to the inner wall (40) of the body (27) of the stator that the winding (43) has the longer wire length.
6. Stator selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la longueur de l'enroulement (43) qui présente une longueur de fil plus courte est au maximum égale à 98% de la longueur de l'enroulement (43) qui présente une longueur de fil plus longue. Stator according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the length of the winding (43) with a shorter wire length is at most 98% of the winding length ( 43) which has a longer wire length.
7. Stator selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la longueur de l'enroulement (43) qui présente une longueur de fil plus courte est au moins égale à 95% de la longueur de l'enroulement (43) qui présente une longueur de fil plus longue. Stator according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the length of the winding (43) having a shorter wire length is at least 95% of the length of the winding ( 43) which has a longer wire length.
8. Stator selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'un enroulement (43) comporte une première demi- phase (49) formant une strate externe (51 ) de spires et une deuxième demi-phase (50) formant une strate interne (52) de spires superposée radialement dans l'encoche (37) à la strate externe, les brins axiaux (44) de chaque demi-phase (49, 50) sont disposés dans les encoches (37) de manière à ce que les brins axiaux de la deuxième demi-phase soit radialement plus proche de la paroi interne (40) que les brins axiaux de la première demi-phase, les brins de liaison (45, 46) de la première demi- phase formant des chignons externes et les brins de liaison (45, 46) de la deuxième demi-phase formant des chignons internes. 8. Stator according to any one of claims 1 to 7, characterized in that a winding (43) comprises a first half-phase (49) forming an outer layer (51) of turns and a second half-phase (50). ) forming an internal stratum (52) of turns superimposed radially in the notch (37) to the outer stratum, the axial strands (44) of each half-phase (49, 50) are arranged in the notches (37) so as to the axial strands of the second half-phase are radially closer to the inner wall (40) than the axial strands of the first half-phase, the connecting strands (45, 46) of the first half-phase forming outer bunches and connecting strands (45, 46) of the second half-phase forming internal buns.
9. Stator selon la revendication 8, caractérisé en ce que les spires de chaque demi-phase (49, 50) d'un même enroulement (43) sont ondulées en opposition. 9. Stator according to claim 8, characterized in that the turns of each half-phase (49, 50) of the same winding (43) are corrugated in opposition.
10. Stator selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que la longueur de fil de chaque spire de la première demi-phase (49) et celle de chaque spire de la deuxième demi-phase (50) pour un même enroulement (43) sont identiques. 10. Stator according to claim 8 or 9, characterized in that the wire length of each turn of the first half-phase (49) and that of each turn of the second half-phase (50) for the same winding (43). ) are the same.
1 1 . Stator selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que la longueur de fil de chaque spire de la deuxième demi-phase (50) est plus grande que la longueur de fil de chaque spire de la première demi-phase (49) de manière à ce qu'une hauteur axiale en saillie des chignons internes soit plus grande qu'une hauteur axiale en saillie des chignons externes. 1 1. Stator according to Claim 8 or 9, characterized in that the length of wire of each turn of the second half-phase (50) is greater than the length of wire of each turn of the first half-phase (49) so that a projecting axial height of the internal buns is greater than an axial height projecting from the external buns.
12. Machine électrique tournante comprenant un stator selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 . 12. Rotating electrical machine comprising a stator according to any one of claims 1 to 1 1.
13. Machine électrique tournante selon la revendication 12, formant un alternateur ou un alterno-démarreur ou une machine réversible. 13. A rotary electric machine according to claim 12, forming an alternator or an alternator-starter or a reversible machine.
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