EP4038728A1 - Bobinage électrique pour une machine électrique tournante - Google Patents

Bobinage électrique pour une machine électrique tournante

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Publication number
EP4038728A1
EP4038728A1 EP20780238.0A EP20780238A EP4038728A1 EP 4038728 A1 EP4038728 A1 EP 4038728A1 EP 20780238 A EP20780238 A EP 20780238A EP 4038728 A1 EP4038728 A1 EP 4038728A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pins
conductive
feed
crossing
supply
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.)
Pending
Application number
EP20780238.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Maxime GROSPEAUD
Alexandre SCHMITT
Pierre Faverolle
Wojciech MANDOK
Clément BERNARD
Stéphane DE CLERCQ
Paul Armiroli
Damien LE GAC
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 Electrification 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
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Pending legal-status Critical Current

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    • H02K5/225—Terminal boxes or connection arrangements

Definitions

  • the invention relates in particular to an electrical winding for an active part such as a stator or a rotor of a rotating electrical machine.
  • the invention relates more particularly to an electrical winding made from conductive pins.
  • a reversible machine is a rotating electrical machine capable of working 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 heat engine of the motor vehicle. .
  • a rotating electrical machine consists of a movable rotor rotating about an axis and a stationary stator.
  • the stator comprises a body having a yoke forming a part of revolution about an axis passing through the center of the stator.
  • the body has teeth extending radially from the yoke towards the center of the stator and defining notches around which an electrical coil is disposed.
  • the coil is formed by a plurality of conductive pins partially housed in the notches of the body and electrically connected in pairs via their ends to form a continuous electrical path.
  • each pin comprises two conductive segments substantially parallel to each other and connected by an angled junction so as to form a “U”.
  • the conductive segments are inserted at a first axial end face of the stator, in two separate notches, so that the conductive segments are substantially parallel to the axis of revolution of the stator.
  • the same notch can accommodate several segments belonging to separate pins thus forming different layers of conductive segment.
  • the free ends of the conductive segments, protruding from a second axial end face of the stator, are then connected together so as to form electrical paths generating magnetic fields along the teeth of the body when they are traversed by a current. electric.
  • the conductive pins are connected in pairs so as to form different sets, each set being able in particular to correspond to an electrical supply phase.
  • the stator has three separate assemblies to allow a three-phase current supply to the winding.
  • Such a winding requires a certain number of connections between the supply pins forming the inputs and outputs of each phase in order to connect the phases together and thus ensure the coupling of the desired coil and also between the supply pins and the electronic modules of the coil. corresponding power to connect said inputs and outputs of each phase to said modules.
  • the feed pins may be located in the notch on outer layers of the coil.
  • the feed pins are not surrounded radially by other pins.
  • Power pins with only one conductive segment are then not properly held in the notch.
  • their free end can move radially towards the outside of the coil.
  • the free ends can then come into contact with another element of the rotating electrical machine such as the rotor, for the pins arranged on the inner layer of the stator, or one of the flanges of the casing, for the pins arranged on the outer layer of the stator. stator, and damage the rotating electrical machine.
  • the free ends can also come to bear against the teeth of the stator body or of the cylinder head and thus damage the enamel which covers them and create short circuits.
  • the present invention aims to make it possible to avoid the drawbacks of the prior art.
  • the present invention therefore relates to an electrical winding for an active part, formed in particular of a stator or a rotor, of a rotating electrical machine, the active part comprising a body having an annular yoke around a axis and a plurality of teeth extending from a lateral face of the cylinder head in a radial direction so as to define notches, said notches being open on a first axial end face and on a second end face axial body.
  • the electrical winding has at least one phase system comprising several electrical phases each comprising a set of pins being electrically connected to each other and each having at least one conductive segment, said conductive segments intended to be housed in the same notch form N layers.
  • Said set of pins has at least a first feed pin and a second feed pin each forming a phase input or output.
  • each feed pin has a feed end extending from the associated conductive segment outside of the notch.
  • at least part of a first feed end is arranged on an inner periphery of the coil, said first end extending a conductive segment arranged in an outer layer.
  • a second supply end is arranged on an outer periphery of the coil, said second end extending a conductive segment arranged in an inner layer, the inner periphery being closer to G axis as the outer periphery and said inner and outer layers forming edge layers.
  • first feed end and the second feed end each have a crossing portion arranged circumferentially facing each other.
  • the first feed pin extends in an outer layer of a notch and the second feed pin extends in an inner layer of a notch, said inner and outer layers forming edge layers.
  • the conductive segments of said first and second feed pins are arranged respectively in the outer layer and in the inner layer of the same notch.
  • edge layer is understood to mean a layer located at an inner or outer radial end of the coil, that is to say a layer which is not central.
  • the feed pins are arranged in layers respectively forming the inner periphery and the outer periphery of the coil. This arrangement of the feed pins in edge layers as opposed to central layers simplifies the connections between the coils within the phase by allowing these connections to be made between central layers which are therefore adjacent.
  • each notch comprises N segments belonging to different pins.
  • a layer is formed by a single segment of a pin.
  • the first end and the second end are spaced apart, in a circumferential direction, from each other.
  • the crossing parts are spaced from each other and are therefore not in contact. This is to prevent potential short circuits between the power supply ends ⁇
  • said first and second supply ends each have a connecting part adjacent to the associated conductive segment, a connection part intended to be connected to an electronic assembly of the electrical machine and a crossing part arranged between said. connecting part and said associated connecting part, said connecting and connecting parts of a same supply end being opposed to each other, in a radial direction with respect to the crossing part of said same end feeder and the crossing portions of the first and second feed ends extending opposite each other in a circumferential direction.
  • the pins are intended to form chignons on either side of the axial end faces of the stator body respectively.
  • the crossing parts are arranged axially at a distance from the buns.
  • the crossing parts extend between the outer periphery and the inner periphery of the coil and in particular in a radially central portion between said peripheries. This makes it possible to simplify the process for making the winding by applying the same stresses on the supply ends.
  • the crossing portions may extend into an inner edge portion or an outer edge portion of the coil.
  • a first assembly arranged on one of the peripheries of the coil and formed of feed pins of different phases, comprises at least one feed end having a crossing part and at least one other feed end not. showing no crossing part.
  • a second assembly arranged on one of the peripheries of the coil different from the periphery of the first assembly and formed of feed pins of different phases, comprises at least one feed end having a crossing part and at least another feed end not having a crossing part.
  • Each assembly therefore comprises at least one supply end forming a phase input and at least one other supply end forming a phase output.
  • feed end not having a crossing part is meant a feed end extending substantially axially on the same periphery as that in which its associated conductive segment is arranged.
  • all of the feed ends could have crossing parts. Still for example, when an assembly comprises two feed ends having crossing parts, the feed end not having a crossing part is arranged circumferentially between said end parts having a crossing part. Similarly, when an assembly includes a feed end having a portion of crossing, said feed end having the crossing part is arranged circumferentially between the end parts not having a crossing part.
  • the coil comprises at least one holding member arranged to hold, at least in a radial direction, two supply ends not having a crossing part.
  • the retainer makes it possible to hold the feed ends of the feed pins to prevent said ends from moving and coming into contact with either the stator body or the rotor or the casing of the rotating electrical machine.
  • the retaining member may form an interconnector making it possible to connect the power supply ends to one another or to connect the power supply ends to the electronic assembly.
  • the retaining member may have a conductive trace.
  • the conductive trace can be at least partially covered by an electrically insulating material.
  • the retaining member can be formed only from an electrically insulating material.
  • the pins other than the feed pins are each formed of two conductive segments interconnected at one of their end extending from the first axial end face of the body, called the first end, and connected. to different pins at the other of their end extending from the second axial end face of the body, called the second end, the first ends of the feed pins extending from said first end face axial.
  • the first feed pin has a different shape from that of the second feed pin.
  • each power pin has a single conductive segment and two ends.
  • the two ends of the first feed pin extend in opposite circumferential directions relative to each other and the two ends of the second feed pin extend in the same circumferential direction. .
  • the coil comprises a first group of conductive pins whose conductive segments are each arranged in two distinct layers and separated from each other by at least one intermediate layer, a second group of conductive pins the conductive segments of which are each arranged in two distinct layers and separated from each other by at least one intermediate layer, the layers comprising the first group of pins being distinct from the layers having the second group of pins and a connecting pin for connecting the first group of pins to the second group of pins.
  • the conductive segments of the connection pin are arranged in two adjacent layers.
  • adjacent layers is understood to mean successive layers which are not separated by another layer. This simplifies the insertion of the pins during the winding process and also simplifies the shape of the connecting pin.
  • the adjacent layers in which the conductive segments of the connection pin are arranged are central layers.
  • central layer is meant a layer which is surrounded by two other layers and which is therefore not at the edge of the notch.
  • each conductive segment of a power pin is intended to be disposed in one of the notches comprising a conductive segment of a connection pin.
  • the power pins are used to connect the winding to an electronic power and / or control module.
  • each phase comprising a plurality of conductive pins, at least one connection pin and a number of feed pins equal to twice the number of connection pins.
  • the layers comprising the conductive segments of the conductive pins of the first group of pins are alternated with the layers comprising the conductive segments of the conductive pins of the second group of pins.
  • the inner radial layer includes a conductive segment of a conductive pin of the first group of pins
  • the outer radial layer includes a conductive segment of a conductive pin of the second group of pins.
  • the conductive pins of the first group of pins respectively have different shapes from those of the conductive pins of the second group of pins.
  • the conductive pins of the first group of pins each comprise two free ends respectively extending the two conductive segments, said ends being curved so as to approach each other in a circumferential direction.
  • the conductive pins of the second group of pins each comprise two free ends respectively extending the two conductive segments, said ends being curved so as to move away from each other in a circumferential direction.
  • a subject of the present invention is also an active part of a rotating electrical machine, formed in particular of a stator or of a rotor, which comprises an electrical winding as described above.
  • the present invention also relates to a rotating electrical machine comprising an active part, formed in particular of a stator or of a rotor, which comprises an electrical winding as described above.
  • the rotating electric machine can advantageously form an alternator, an alternator-starter, a reversible machine or an electric motor.
  • FIG. 1 shows, schematically and partially, a sectional view of an example of a rotating electric machine.
  • FIG. 2 schematically represents a perspective view of the stator of FIG. 1.
  • FIG. 3 schematically shows a sectional view along a radial plane of part of the stator of Figure 2.
  • FIG. 4 schematically shows a perspective view of a conductive pin of the first group of pins of the stator of Figure 2.
  • FIG. 5 schematically shows a perspective view of a conductive pin of the second group of pins of the stator of Figure 2.
  • FIG. 6 schematically shows a perspective view of a connecting pin of the stator of Figure 2.
  • FIG. 7 schematically shows a perspective view of a first supply pin of the stator of Figure 2.
  • FIG. 8 schematically shows a perspective view of a second stator feed pin of Figure 2.
  • FIG. 9 partially shows an electrical diagram of the stator winding of FIG. 2.
  • FIG. 10 shows, schematically and partially, a perspective view of the stator according to an example of the invention.
  • FIG. 11 show, respectively and schematically, an axial top view of a part of the winding comprising traces of interconnection according to the example of FIG. 10.
  • the [Fig. 12] schematically represents an example of a retaining member.
  • FIG. 1 represents an example of a compact and polyphase rotary electrical machine 10, in particular for a motor vehicle.
  • This machine 10 converts mechanical energy into electrical energy, in alternator mode, and can operate in motor mode to transform electrical energy into mechanical energy.
  • This rotary electric machine 10 is, for example, an alternator, an alternator-starter, a reversible machine or an electric motor.
  • the machine 10 comprises a casing 11. Inside this casing 11, 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 takes place around an X axis.
  • the axial direction corresponds to the X axis, passing through the shaft 13 at its center, while the radial orientations correspond to planes concurrent, and in particular perpendicular, to the X axis.
  • the internal name corresponding to an element oriented towards the axis, or more close to the axis with respect to a second element, the external name designating a distance from the axis.
  • the housing 11 comprises a front flange 16 and a rear flange 17 which are assembled together. These flanges 16, 17 are hollow in shape and each carry a central bearing coupled to a respective ball bearing 18, 19 to allow rotation of the shaft 13.
  • the housing 11 comprises fixing means 14 allowing mounting the rotary electric machine 10 in the vehicle.
  • a drive member 20 such as a pulley or a pinion can be fixed on a front end of the shaft 13.
  • This member makes it possible to transmit the rotational movement to the shaft or to the shaft to transmit its movement. rotation.
  • the front / rear denominations refer to this member.
  • a front face is a face oriented in the direction of the organ while a rear face is a face oriented in the opposite direction of said organ.
  • the front flange 16 and the rear flange 17 are here arranged so as to form a chamber for the circulation of a cooling liquid such as water or oil.
  • the flanges could include openings for the passage of a flow of cooling air generated by the rotation of at least one fan integral in rotation with the rotor or the shaft.
  • the rotor 12 is formed from a bundle of sheets housing permanent magnets forming the magnetic poles.
  • the rotor could be a claw rotor comprising two pole wheels and a rotor coil.
  • the stator 15 comprises a body 21 formed of a bundle of sheets provided with notches 22, equipped with notch insulation 23 for mounting an electric winding 24.
  • the winding passes through the notches of the. body 21 and form a front bun 25a and a rear bun 25b on either side of the body of the stator.
  • the coil 24 is formed of one or more phases comprising at least one electrical conductor and being electrically connected to an electronic assembly 26.
  • the electronic assembly 26, which is here mounted on the casing 11, comprises at least one electronic power module making it possible to control at least one phase of the winding 24.
  • the power module forms a voltage rectifier bridge to transform the alternating voltage generated into a direct voltage and vice versa.
  • the electronic assembly could be deported from the machine.
  • FIGS 2 and 3 show in more detail the stator 15.
  • the body of the stator 21 is formed of a yoke 27 of annular shape around the axis X and a plurality of teeth 28 extending radially in the direction of the center. stator from the yoke, and in particular here from a side face forming an internal wall of the yoke 27.
  • the teeth 28 are distributed angularly regularly around the perimeter of the annular body, with successive spaces formed between them to so as to define the notches 22 extending in series around the periphery of the annular body of the stator, each notch being delimited by two successive teeth.
  • the teeth define 48 notches distributed along the circumference of the stator body, these notches being arranged to form support for the electric winding 24.
  • a different number of notches can be used such as 96, 84. , 72, 60. It is understood that this number depends in particular on the application of the machine, on the diameter of the stator and on the number of poles of the rotor.
  • the notches 22 are open on a first axial end face 29a and a second axial end face 29b of the stator body 21.
  • the notches pass axially right through the body and open out on the two opposite axial end faces of the stator.
  • axial end faces is meant faces perpendicular or substantially perpendicular to the axis of revolution X of the stator.
  • each phase comprises a plurality of conductive pins 30, 31, a connection pin 32 and two power pins 33, 34.
  • each pin conductive 30, 31 is formed of two conductive segments 30A, 30B, 31 A, 31B extending axially in the notches 22 and which are for this purpose substantially parallel to each other. Said conductive segments are connected to each other through an angled junction 30C, 31C which is also conductive so as to form an electrical continuity.
  • the connecting pin 32 is formed of two conductive segments 32A, 32B extending axially in the notches 22 and which are for this purpose substantially parallel to each other. Said conductive segments are connected to each other via a 32C angled junction which is also conductive so as to form an electrical continuity.
  • the conductive segments 30A, 30B, 31A, 31B, 32A, 32B of the same pin 30, 31, 32 are arranged in two notches separate from each other.
  • Each angled junction 30C, 31C, 32C can have two inclined portions 30D, 31D, 32D meeting to form a vertex 30E, 31E, 32E.
  • the bent junctions 30C, 31C, 32C are here formed integrally and in particular come from material with the associated conductive segments.
  • each pin 30, 31, 32 is formed integrally in the shape of a U.
  • the bent junctions can be formed in two parts connected together for example by welding, each part of the bent junction being made from material with the associated driver segment.
  • each pin 30, 31, 32 is formed by two sub-pins, each being I-shaped.
  • the feed pins 33, 34 are each formed of a conductive segment 33A, 34A extending axially into the notches 22.
  • the various conductive segments arranged in the same notch are superimposed in order to form a stack of N layers Ci, it being understood that these N layers are present in each of the notches so that annular circles that are substantially coaxial with each other are formed on the periphery of the stator.
  • these layers are four in number and numbered from C1 to C4, according to their stacking order in the notches 22.
  • the first layer C1 corresponds to the outer layer
  • the second layer C2 corresponds to a directly adjacent outer central layer.
  • the third layer C3 corresponds to the internal central layer directly adjacent to the second layer C2
  • the fourth layer C4 corresponds to the internal layer.
  • Layers C1 and C4 form border layers and layers C2 and C3 form core layers.
  • the first layer C1 is thus occupied by the conductive segment closest to the cylinder head 27 and the layer C4 is thus occupied by the conductive segment closest to the notch opening, that is to say the closest of the X axis.
  • the invention is not limited to this single embodiment so that a greater number of conductive segments can be stacked in each notch, for example 6, 8 or 10 conductors.
  • a layer is formed by a single conductive segment.
  • each notch 22 comprises N conductive segments aligned radially with respect to each other on a single line and each forming a layer Ci.
  • the conductive segments each have a substantially rectangular section facilitating their stacking in the notch. .
  • Figures 4, 5, 6 and 7 illustrate the different shapes of pins forming the electrical coil 24.
  • the description below is given in relation to a phase of the electrical coil, those skilled in the art will understand that all the phases are formed. in an identical manner.
  • the conductive pins 30, 31 forming the first or second groups of pins are differentiated by the free ends 30F, 31F of the conductive segments, axially opposite from the bent junctions 30C, 31C.
  • FIG. 4 shows a conductive pin 30 of the first group of pins, all of the pins 30 of the first group being of identical shape.
  • This conductive pin 30 is characterized by two free ends 30F of conductive segments which are curved so as to approach each other. More particularly, the free ends 30F of the conductive segments are folded over to overlap one another in a radial direction. The distance between the two free ends 30F of the conductive segments of the same pin 30 is smaller than the distance between these two conductive segments 30A, 30B in their straight portion housed in the notches.
  • FIG. 5 shows a conductive pin 31 of the second group of pins, all the pins 31 of the second group being of identical shape.
  • This conductive pin 31 is characterized by two free ends 31F of conductive segments which are curved so as to move away from one another.
  • the spacing between the two free ends 31F of the conductive segments of the same pin 31 is greater than the spacing between these two conductive segments 31A, 31B in their straight portion housed in the notches. More particularly, the conductive segments 31 A, 31B of the same pin are spaced apart by a pitch P so as to be respectively inserted into a notch E and into a notch E + P, and the free ends 31F of these conductive segments are respectively spaced by a step 2P.
  • connection pin 32 which are characterized in particular by two free ends 32F of conductive segments which are curved so as to maintain the same spacing as that of the conductive segments 32A, 32B.
  • the spacing between the two free ends 32F of the conductive segments of the same pin 32 is similar to the spacing between these two conductive segments 32A, 32B in their straight portion housed in the notches. More particularly, the conductive segments 32 A, 32B of the same pin are spaced apart by a pitch P so as to be respectively inserted into a notch E and into a notch E + P, and the free ends 32F of these conductive segments are respectively spaced at the same pitch P.
  • FIG. 7 shows a first feed pin 33 which has a single conductive segment 33 A, a first end 33G, called the feed end, and a second end 33F, called the free end.
  • the free end 33F is disposed on the same side of the stator as the free ends 30F, 31F, 32F of the other pins and the supply end 33G is disposed on the axially opposite side, that is to say on the side of the junctions cubits 30C, 31C, 32C.
  • the ends 33F, 33G are bent in opposite circumferential directions, that is, said ends are not axially superimposed.
  • Figure 8 shows a second feed pin 34 which has a single conductive segment 34A and a first end 33G, referred to as the feed end, and a second end 33F, referred to as the free end.
  • the free end 34F is disposed on the same side of the stator as the free ends 30F, 31F, 32F of the other pins and the supply end 34G is disposed on the axially opposite side, that is to say on the side of the junctions cubits 30C, 31C, 32C.
  • the ends 34F, 34G are bent in the same direction, that is to say that said ends are axially superimposed.
  • the particular arrangement of the feed ends 33G, 34G will be described in more detail below with reference to Figure 10.
  • each pin 30, 31, 32, 33, 34 is arranged so that on the one hand its conductive segments extend in two distinct notches E and E + P, separated by a pitch P, and that on the other hand each bent junction is disposed at the level of the first axial end face 29a while the free ends are disposed at the level of the second axial end face 29b and are interconnected by so as to generate electrical continuity in the winding from one pin to another.
  • each pin 30, 31, 32, 33, 34 is arranged so that on the one hand its conductive segments extend in two distinct notches E and E + P, separated by a pitch P, and that on the other hand each bent junction is disposed at the level of the first axial end face 29a while the free ends are disposed at the level of the second axial end face 29b and are interconnected by so as to generate electrical continuity in the winding from one pin to another.
  • the free ends of conductive segments arranged in a first layer C1 and the free ends of conductive segments arranged in a second layer C2 are interconnected and the free ends conductive segments arranged in a third layer C3 and the free ends of conductive segments arranged in a fourth layer C4 are interconnected.
  • These connections are for example made by soldering.
  • the conductive segments 30A, 30B, 31A, 31B, 32A, 32B, 33A, 34A of the same pin are connected to one another at one of their ends by an angled junction 30C, 31C, 32C and, each, to another pin at their free end 30F, 31F, 32F, 33F, 34F.
  • the first group of conductive pins 30 form a so-called outer group, which comprises the pins 30 whose conductive segments 30A, 30B are housed in the notches so as to form the first outer layer C1 and the third inner central layer C3.
  • the second group of conductive pins 31 form a so-called inner group, which comprises the pins 31 of which conductive segments 31A, 31B are housed in the notches so as to form the fourth inner layer C4 and the second outer central layer C2.
  • the two groups of pins are nested, that is to say arranged so that one of the conductive segments of the pins 30 of the outer group is located in the notches more to the interior as one of the conductive segments of the pins 31 of the interior group.
  • a conductive pin 30 belonging to the first group is arranged in the stator so as to have a conductive segment 30A occupying a first layer C1 in a notch E and a conductive segment 30B occupying a third layer C3 in a notch E + P.
  • a conductive pin 31 belonging to the second group is arranged in the stator so as to have a conductive segment 31 A occupying a second layer C2 in the notch E and a conductive segment 31B occupying a fourth layer C4 in a notch E + P .
  • the conductive pins 30, 31 are arranged so that the conductive segments of the same conductive pin occupy separate notches with a radial offset of two layers from one notch to the other, or in other words with the interposition of an intermediate layer between the two layers occupied by the conductive segments of this same pin.
  • This radial offset corresponds to the interposition of a conductive segment belonging to a conductive pin of the other group.
  • the result of this particular arrangement is an alignment of the bent junctions at the level of the first axial end face 29a of the stator body 21 so that the adjacent bent junctions are substantially parallel to each other. This increases the compactness of the bun.
  • connection pin 32 is arranged to electrically connect the first group of conductive pins 30 to the second group of conductive pins 31 and thus form a single electrical path and form a phase of the winding electrical 24.
  • this connection pin 32 closes the electrical circuit and allows an appropriate flow of current through the winding, in particular so that, on the one hand, the current flows in the same direction in each of the conductive segments housed in the same notch. , and that on the other hand the current flows generally in one direction in a notch and in the opposite direction in the notches spaced by a pitch P and -P.
  • the first conductive segment 32A of the connection pin 32 is disposed in one of the layers associated with the first group of conductive pins 30 and the second conductive segment 32B of said pin is arranged in one of the layers associated with the second group of conductive pins 31.
  • This arrangement gives advantages of electrical connection of the coil. Indeed, it makes it possible to connect all the conductive pins 30, 31 via a connection pin 32 in the shape of a U, that is to say of a shape similar to that of the conductive pins with two conductive segments connected to each other by a junction cubit. With this arrangement, the electric winding 24 therefore does not include a special pin allowing the reversal of the direction of the current in order to respect the direction of flow of the electric current in the notches. Thus, this makes it possible to simplify the electrical winding and its assembly process.
  • the first conductive segment 32A of the connection pin 32 is arranged in the third layer C3 and the second conductive segment 32B of said pin is arranged in the second layer C2.
  • the conductive segments 32A, 32B of the connection pin are arranged in two adjacent layers in a radial direction of two different notches, that is to say that there is no interposition of a intermediate layer between the two layers occupied by the conductive segments of this same pin 32. This allows the angled junction 32C of the connecting pin to be integrated into the bun and not to increase the height of the bun by passing through- above another pin portion.
  • feed pins 33, 34 are arranged in a notch so that their respective conductive segments 33A, 34A are disposed in a layer adjacent to the layer of the same notch comprising the conductive segment 32 A, 32B of a connection pin 32.
  • a conductive segment 33A of a supply pin 33 to occupy a first layer C1 in said notch E.
  • a conductive segment 34A is provided a feed pin 34 to occupy a fourth layer C4 in said notch E + P, spaced by a pitch P with respect to said notch E.
  • the feed pins 33, 34 are thus arranged in border layers so as to e Surround the connection pin 32 with the same phase whose conductive segments 32A, 32B are arranged in central layers.
  • connection pin 32 is associated with a pair of supply pins 33, 34 as can be seen in FIG. 2 in particular.
  • an electrical winding 24 comprising six phases also comprises six pairs of supply pins 33, including six first supply pins 33 and six second supply pins 34, and six connection pins 32.
  • the number conductive pins 30, 31 depends on the number of notches in the stator and therefore on the application of the desired rotary electrical machine, in particular the desired performance and the space available, knowing that there are as many pins conductors 30 of the first group as conductive pins 31 of the second group.
  • the supply ends 33G, 34G form current inputs and / or outputs of the corresponding phase.
  • one end 33G, 34G of one of the supply pins is connected, directly or via an interconnection device, to one end 33G, 34G of a supply pin d.
  • the feed pins 33, 34 are arranged along the electrical coil 24 respectively in the first outer layer C1 and in the fourth inner layer C4.
  • the first feed pins 33 together with their feed end 33G are disposed in the outer layer C1 and the second feed pins 34 and their feed end 34G are disposed in the inner layer C4. It is of course possible to reverse this arrangement of the feed pins without departing from the scope of the invention.
  • FIG. 10 represents an exemplary embodiment of the invention in which is illustrated a part of the winding of the stator and in particular of the bun from which extend the supply ends 33G, 34G.
  • four of the six feed ends 33G, 34G each have a crossing part 33G2, 34G2 and the other two feed ends 33G, 34G not having a crossing part and extend in one direction. substantially axial from their associated conductive segment 33 A, 34A.
  • the feed ends having no crossing part are arranged circumferentially between the feed ends having the crossing parts.
  • only two of the six feed ends 33G, 34G may each have a crossing portion 33G2, 34G2 and the other four feed ends 33G, 34G not having a crossing portion.
  • the feed ends having crossing parts could then be arranged circumferentially between the feed ends not having crossing parts.
  • Each of said four power supply ends has a connecting portion 33G1, 34G1 adjacent to the associated conductive segment 33A, 34A, a connection portion 33G3, 34G3 electrically connected to the electronic assembly 26 and a crossing portion 33G2, 34G2 arranged between said connecting part and said associated connecting part.
  • Said parts extend continuously one after the other from the conductive segment of the same supply pin and substantially form a straight line which extends inclined with respect to an axial direction. This inclined straight line extends from one of the peripheries of the coil to the radially opposite periphery.
  • said connecting and connecting portions of a same supply end are opposed to each other, in a radial direction with respect to the crossing portion of said same supply end which forms a substantially part.
  • Two feed pins 33, 34 whose conductive segments extend in the same notch 22, have feed ends of the same type, that is to say either of the type comprising a crossing part or of the type not having no crossing part.
  • the crossing portions 33G2, 34G2 of supply end of pins arranged in the same notch extend opposite and at a distance from each other in a circumferential direction. There is therefore no contact between the crossing parts. This spacing is in particular of the order of a few millimeters.
  • the crossing parts 33G2, 34G2 are arranged at a distance from an axial end of the bun 25a from which the feed ends extend. Said crossing parts are therefore axially spaced from the axial end of the bun. This axial spacing is for example between 5 mm and 35 mm.
  • the feed end 33G has a connecting portion 33G1 extending from an outer periphery of the coil and a connecting portion 33G3 extending to an inner periphery of said coil.
  • the feed end 34G has a link portion 34G1 extending from an inner periphery of the coil and a connection portion 34G3 extending to an outer periphery of said coil.
  • the output of one phase is connected to the input of another phase of the same phase system to form a triangle-type coupling.
  • Each of these connections between the phase inputs and outputs is also connected to a current source included in particular in an electronic power and / or control module of the electronic assembly 26.
  • connection parts 33G, 34G are arranged along the electrical coil 24 so that their connection parts 33G3, 34G3 are grouped into a first set 36 and a second set 37 for each phase system.
  • the connection parts of the same assembly are axially aligned with the same Ci layer of the notch.
  • the first assembly 36 comprises connection parts arranged above the outer layer C1 and the second assembly comprises connection parts arranged above the inner layer C4.
  • the electrical coil 24 comprises two systems each comprising three phases.
  • the coil here comprises two first sets 36 and two second sets 37 each comprising three connection parts 33G3, 34G3.
  • the structures of the assemblies may be the same or different from one phase system to another.
  • Each of the assemblies 36, 37 comprises at least a connection part forming a phase input and a connection part forming a phase output.
  • each assembly 36, 37 comprises either two connection parts forming phase inputs and a connection part forming a phase output or two connection parts forming phase outputs and a connection part forming an input phase.
  • the assemblies of the same phase system have complementary architectures to each other.
  • each set includes a phase connection part of said phase system.
  • each connection part belongs to a different phase.
  • FIG. 11 shows an example in which the first assembly 36 comprises two connection parts forming phase outputs and a connection part forming a phase input and the second assembly 37 comprises two connection parts forming phase inputs and a part connection forming a phase output.
  • the connection parts are arranged on the same layer of the notch and therefore extend over a circumferential portion of the coil.
  • the ends forming the phase output / input are alternated, in a circumferential direction. That is to say that for an assembly comprising two phase outputs and one phase input, said phase input is disposed circumferentially between the phase outputs. Similarly, for an assembly comprising two phase inputs and one phase output, said phase output is disposed circumferentially between the phase inputs.
  • the distance, in a circumferential direction, between the feed ends is identical within the same assembly 36, 37.
  • the same assembly 36, 37 comprises at least one connection part 33G3 and at least one connection part 34G3 belonging to two different supply pins 33, 34.
  • This alternation of the phase inputs / outputs within a same set is created here by the inversion of the connection parts 33G3, 34G3 for only some of the supply ends of the phase system which are the supply ends having a crossing part.
  • the first set includes the connection part forming the phase output then the second set includes the connection part forming the phase input.
  • FIG. 11 illustrates an example in which the first assembly 36 comprises in the following order: the connection part forming the output of the third phase O / Z + 2, then the connection part forming the input of the first phase I / Z, then the connection part forming the output of the second phase O / Z + 1.
  • the second set 37 complementary to said first set 36, then comprises in the following order: the connection part forming the input of the third phase I / Z + 2, then the connection part forming the output of the first phase O / Z, then the connection part forming the input of the second phase I / Z + l.
  • the supply ends 33G, 34G are interconnected for example here by means of an interconnection trace 38.
  • Each interconnection trace is for example soldered to the associated connection parts and may comprise a portion of connection with a module of the electronic assembly 26.
  • the traces 38 are not, for example, overmolded in an electrically insulating material to facilitate the making of these connections and to guarantee good electrical insulation between them and between said traces and the vertices 30E, 31E, 32E of the other winding pins.
  • connection part forming the phase input of the third phase I / Z + 2 is connected to the connection part forming the phase output of the second phase O / Z + 1
  • connection part forming the phase output of the first phase O / Z is connected to the connection part forming the phase input of the second phase I / Z + 1
  • connection part forming the phase output of the third phase O / Z + 3 is connected to the connection part forming the phase input of the first phase I / Z.
  • a holding member 39 can be arranged between said ends and thus prevent said ends from moving in particular in a radial direction towards the end. outward or inward with respect to the X axis.
  • the retainer 39 therefore maintains two feed ends which are arranged in the same notch and on different edge layers, each of the layers forming a radial end of the coil.
  • the retaining member 39 is mounted in contact with the axial end of the rear chignon 25a which extends axially in the direction of the electronic assembly 26.
  • a radial face of the retaining member 39 serving as the surface of 'support is therefore in contact with at least one vertex 30E, 31E, 32E of one of the pins 30, 31, 32.
  • the holding member could be mounted at a distance from the bun and therefore not be in contact with him.
  • the electrical winding 24 comprises only two power supply ends not having a crossing part, the winding then comprises a single holding member 39.
  • the coil could then include two retaining members 39, one for each pair of ends.
  • the holding member may include a first part 40 making it possible to hold the feed end 33G of the first feed pin 33, a second part 41 making it possible to hold the feed end 34G of the second feed pin.
  • food 34 and part of connection 42 arranged between said parts 40, 41.
  • the connection part is arranged radially between said two parts.
  • FIG. 12 illustrates an example of a retaining member 39 which has the shape of a bar comprising two axially through holes 43 each allowing the insertion of one of the supply ends 33G, 34G.
  • the retaining member 39 could be in the form of a bar comprising two notches each allowing the insertion, in particular by snap-fastening, of the supply ends 33G, 34G.
  • the retainer 39 is formed from an electrically insulating material such as plastic.
  • the retaining member can be formed in one piece, that is to say that the first part 40, the second part 41 and the connecting part 42 are made from one piece together to form a single piece.
  • Figure 9 a schematic illustration of a coil part in accordance with what has been described above.
  • the number of notches has been limited, it being understood that what follows can be extended without difficulty by those skilled in the art to achieve the complete winding, the other notches of the stator also comprising stacks of conductive segments.
  • the pins of the same phase are shown in bold, the pins of the other phases being shown in transparency.
  • the current is introduced, in a first direction of orientation, into the coil 24 via the supply end 34G of a first supply pin 34 forming the input of the electric current of the illustrated sentence on the side of the first axial end face 29a.
  • the current flows, in stacked conductive segments, in the same direction for a given notch, and in an opposite direction for a notch spaced apart by one step. P or -P.
  • Notch E + P is moved away from notch E by a predetermined pitch P, according to a first sense of orientation.
  • the pitch P corresponds to the interposition of five notches between a notch E and a notch E + P.
  • This conductive segment 34A arranged so as to form part of the fourth layer C4 in this notch E, has at its free end 34F, on the side of the second axial end face 29b, a shape folded back on itself similar to that of a conductive segment 30F of a conductive pin 30 of the first group of pins that it replaces in this layer.
  • the free end 34F of the supply pin is connected, at the level of the second axial end face 29b of the stator, to the free end 31F of a conductive pin 31 of the second group of pins, one of the conductive segments of which occupies the third layer C3 in an EP notch.
  • the two free ends 34F, 31F are arranged Moon next to P other, in particular in a direction radial and are electrically connected at a contact point 35, this contact point being able to be produced by welding, so as to allow the flow of an electric current through the conductive segments, in the same direction, in each notch .
  • the direction of current flow is represented by the arrows overlapping the conductive pins. As a result, the current is caused to flow, from the second axial end face 29b to the first axial end face 29a, via the conductive segment 31B in the third layer C3 of the notch EP, as illustrated. by arrow F2.
  • the conductive segment 31B occupying the third layer C3 in the notch EP, forms part of a conductive pin 31 belonging to the second group of pins so that this conductive segment is extended, at the level of the first axial end face 29a, by P intermediate an angled junction 31C, in a conductive segment 31 A occupying the first layer C1 in a notch E-2P separated by a space P with respect to the notch EP, in the opposite direction to the first direction orientation.
  • the current is caused to flow, from the first axial end face 29a to the second axial end face 29b, via the conductive segment 31A in the first layer C1 of the notch E-2P, as illustrated. by arrow F4.
  • the winding continuity is achieved by connecting P free end 31F of the conductive segment 31A occupying the first layer C1 in the slot E + 2P, to the free end 30F of a conductive segment 30A occupying the second layer C2 in the slot E + P, said ends 31F, 30F being arranged side by side in a radial direction and electrically connected by a contact point 35 at the second axial end face 29a.
  • the current is then caused to loop in the first direction of orientation and to flow from the second axial end face 29b to the first axial end face 29a, in the second layer C2 of the E + P slot via the conductive segment 30A of a conductive pin 30 of the first group of pins, as illustrated by the arrow F3, then to circulate in the bent junction 30C of said conductive pin 30 then to circulate from the first axial end face 29a towards the second axial end face 29b, in the fourth layer C4 of the slot E + 2P via the conductive segment 30B of the said conductive pin 30. It can be seen from the above that in the slot E + 2P, the currents flowing in the first layer C1 and in the fourth layer C4 both flow in the same direction.
  • the current then flows successively in a direction opposite to the first direction of orientation, via a point of contact 35, to a conductive segment 31B housed in the third layer C3 of the slot.
  • E + P then via the bent junction 31C to a conductive segment 31 A of the same conductive pin 31 in the first layer C1 of the notch E.
  • the current is caused to flow following a point of contact 35, from the second axial end face 29b towards the first axial end face 29a in the first direction of orientation, in the second layer C2 of the notch E via a conductive segment 32A of the connection pin 32 then, following the bent junction 32C, from the first axial end face 29a to the second axial end face 29b, in the third layer C3 of the notch E + P via a conductive segment 32B of said connecting pin 32.
  • the continuity of the winding is then achieved, in accordance with what has just been described, by passing from a conductive segment of the first layer C1 to the third layer C3 and from the fourth layer C4 to the second layer C2 on the side of the junctions. elbows forming part of the conductive pins, and passing from the second layer C2 to the first layer C1 and from the third layer C3 to the fourth layer C4 by contact points 35, in particular welds, at the second face of axial end 29b, so that the flow of current in the same direction in each notch is achieved.
  • the current is then caused to flow in accordance with what has been described above, from one conductive pin to another, until it flows in the notch EP at the level of the first layer C1 in which the conductive segment 33A is arranged. of the supply pin 33 forming via its supply end 33G the current output of the illustrated phase.
  • the present invention finds applications in particular in the field of alternators, alternator-starters, electric motors or even reversible machines, but it could also be applied to any type of rotating machine.

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Abstract

La présente invention propose un bobinage pour une partie active de machine électrique tournante présentant au moins un système de phase comprenant plusieurs phases chacune comportant une première épingle d'alimentation et une seconde épingle d'alimentation formant chacune une entrée ou une sortie de phase, chaque épingle d'alimentation comporte une extrémité d'alimentation s'étendant à l'extérieur de l'encoche et prolongeant un segment conducteur s'étendant à l'intérieur de l'encoche. Au moins une partie d'une première extrémité d'alimentation (33G) est agencée sur une périphérie intérieure du bobinage, ladite première extrémité prolongeant un segment conducteur (33A) agencé dans une couche externe et au moins une partie d'une deuxième extrémité d'alimentation (34G) est agencée sur une périphérie extérieure du bobinage, ladite deuxième extrémité prolongeant un segment conducteur (34A) agencé dans une couche interne, la périphérie intérieure étant plus proche de l'axe que la périphérie extérieure et lesdites couches interne et externe formant des couches de bordure.

Description

Titre: Bobinage électrique pour une machine électrique tournante
L’invention concerne notamment un bobinage électrique pour une partie active telle qu’un stator ou un rotor de machine électrique tournante. L’invention porte plus particulièrement sur un bobinage électrique réalisé à partir d’épingles conductrices.
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 ou les moteurs électriques. 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.
Une machine électrique tournante comprend un rotor mobile en rotation autour d’un axe et un stator fixe. Le stator comprend un corps présentant une culasse formant une pièce de révolution autour d’un axe passant par le centre du stator. Le corps comporte des dents s’étendant radialement à partir de la culasse vers le centre du stator et délimitant des encoches autour desquelles est disposé un bobinage électrique. Le bobinage est formé d’une pluralité d’épingles conductrices logées partiellement dans les encoches du corps et raccordées électriquement deux à deux via leurs extrémités pour former un chemin électrique continu. Par exemple, chaque épingle comprend deux segments conducteurs sensiblement parallèles entre eux et reliés par une jonction coudée de manière à former un « U ». Les segments conducteurs sont insérés au niveau d’une première face d’extrémité axiale du stator, dans deux encoches distinctes, de sorte que les segments conducteurs soient sensiblement parallèles à l’axe de révolution du stator. Une même encoche peut loger plusieurs segments appartenant à des épingles distinctes formant ainsi différentes couches de segment conducteur.
Les extrémités libres des segments conducteurs, dépassant d’une seconde face d’extrémité axiale du stator, sont ensuite connectées entre elles de manière à former des chemins électriques générant des champs magnétiques le long des dents du corps lorsqu’ils sont parcourus par un courant électrique. Autrement dit, les épingles conductrices sont reliées deux à deux de sorte à former différents ensembles, chaque ensemble pouvant notamment correspondre à une phase d’ alimentation électrique. Par exemple, le stator comporte trois ensembles distincts pour permettre une alimentation en courant triphasé du bobinage.
Un tel bobinage nécessite un certain nombre de connexions entre les épingles d’alimentation formant les entrées et sorties de chaque phase pour connecter les phases entre elles et ainsi assurer le couplage du bobinage souhaité et également entre les épingles d’alimentation et les modules électroniques de puissance correspondant pour connecter lesdites entrées et sorties de chaque phase auxdits modules.
En fonction de la structure du bobinage, les épingles d’alimentation peuvent être situées dans l’encoche sur des couches extérieures du bobinage. Ainsi, dans ce cas, les épingles d’alimentation ne sont pas entourées radialement par d’autres épingles. Les épingles d’alimentation ne comportant qu’un seul segment conducteur ne sont alors pas bien maintenues dans l’encoche. En particulier, leur extrémité libre peut bouger radialement vers l’extérieur du bobinage. Les extrémités libres peuvent alors rentrer en contact d’un autre élément de la machine électrique tournante tel que le rotor, pour les épingles disposées sur la couche interne du stator, ou un des flasques du carter, pour les épingles disposées sur la couche externe du stator, et endommager la machine électrique tournante. Les extrémités libres peuvent également venir en appui des dents du corps de stator ou de la culasse et ainsi endommager l’émail qui les recouvre et créer des courts-circuits.
La présente invention vise à permettre d’éviter les inconvénients de l’art antérieur. A cet effet, la présente invention a donc pour objet un bobinage électrique pour une partie active, formée notamment d’un stator ou d’un rotor, de machine électrique tournante, la partie active comportant un corps présentant une culasse annulaire autour d’un axe et une pluralité de dents s’étendant à partir d’une face latérale de la culasse dans une direction radiale de manière à délimiter des encoches, lesdites encoches étant ouvertes sur une première face d’extrémité axiale et sur une seconde face d’extrémité axiale du corps. Le bobinage électrique présente au moins un système de phases comprenant plusieurs phases électriques chacune comportant un ensemble d’épingles étant reliées électriquement entre elles et présentant chacune au moins un segment conducteur, lesdits segments conducteurs destinés à être logés dans une même encoche forment N couches. Ledit ensemble d’épingles comporte au moins une première épingle d’alimentation et une seconde épingle d’alimentation formant chacune une entrée ou une sortie de phase. Selon l’invention, chaque épingle d’alimentation comporte une extrémité d’alimentation s’étendant à partir du segment conducteur associé à l’extérieur de l’encoche. Toujours selon l’invention, au moins une partie d’une première extrémité d’alimentation est agencée sur une périphérie intérieure du bobinage, ladite première extrémité prolongeant un segment conducteur agencé dans une couche externe. En outre, selon l’invention, au moins une partie d’une deuxième extrémité d’alimentation est agencée sur une périphérie extérieure du bobinage, ladite deuxième extrémité prolongeant un segment conducteur agencé dans une couche interne, la périphérie intérieure étant plus proche de G axe que la périphérie extérieure et lesdites couches interne et externe formant des couches de bordure.
Autrement dit, la première extrémité d’alimentation et la deuxième extrémité d’alimentation présentent, chacune, une partie de croisement agencée circonférentiellement en regard l’une de l’autre.
Cela permet d’exercer une contrainte dans une direction radiale sur l’extrémité d’alimentation pour ainsi permettre de maintenir ladite extrémité d’alimentation et éviter que ladite extrémité se déplace et rentre en contact soit du rotor soit du carter de la machine électrique tournante. En effet, en connectant, à l’ensemble électronique, une partie d’une extrémité d’alimentation, dont le segment conducteur associé est agencé dans la couche externe du bobinage, sur une périphérie interne, une contrainte dans une direction radiale vers l’intérieur est créée sur l’extrémité d’alimentation empêchant cette dernière de dépasser radialement vers l’extérieur par rapport au chignon et ainsi de rentrer en contact avec le carter de la machine. De manière similaire, en connectant, à l’ensemble électronique, une partie d’une extrémité d’alimentation, dont le segment conducteur associé est agencé dans la couche interne du bobinage, sur une périphérie externe, une contrainte dans une direction radiale vers l’extérieur est créée sur l’extrémité d’alimentation empêchant cette dernière de dépasser radialement vers l’intérieur par rapport au chignon et ainsi de rentrer en contact avec le rotor de la machine. Cela permet d’empêcher un endommagement desdites extrémités d’alimentation notamment en évitant la création de court- circuit et également d’éviter un endommagement plus général de la machine électrique tournante. Selon une réalisation, la première épingle d’alimentation s’étend dans une couche externe d’une encoche et la seconde épingle d’alimentation s’étend dans une couche interne d’une encoche, lesdites couches interne et externe formant des couches de bordure.
Par exemple, les segments conducteurs desdites première et la deuxième épingles d’alimentation sont agencés respectivement dans la couche externe et dans la couche interne d’une même encoche.
Le fait que les deux extrémités d’alimentation d’une même encoche présentent chacune une partie de croisement permet d’assurer cette fonction de maintien desdites extrémités dans une direction radiale tout en un simplifiant les connexions entre l’ensemble électronique et les épingles d’alimentation en évitant que deux connexions ne soient trop rapprochées l’une de l’autre.
On entend par « couche de bordure », une couche située à une extrémité radiale interne ou externe du bobinage, c’est-à-dire une couche qui n’est pas centrale. Autrement dit, les épingles d’alimentation sont disposées dans des couches formant respectivement la périphérie interne et la périphérie externe du bobinage. Cette disposition des épingles d’ alimentation dans des couches de bordure par opposition à des couches centrales permet de simplifier les connexions entre les bobines au sein de la phase en permettant de réaliser ces connexions entre des couches centrales qui sont donc adjacentes.
Selon une réalisation, chaque encoche comprend N segments appartenant à des épingles différentes. Par exemple, une couche est formée par un unique segment d’une épingle.
Selon une réalisation, la première extrémité et la deuxième extrémité sont espacées, dans une direction circonférentielle, l’une par rapport à l’autre. Autrement dit, les parties de croisement sont espacées les unes des autres et ne sont donc pas en contact. Cela permet d’éviter de potentiel court-circuit entre les extrémités d’ alimentation·
Selon une réalisation, lesdites première et deuxième extrémités d’alimentation présentent, chacune, une partie de liaison adjacente au segment conducteur associé, une partie de connexion destinée à être connecté à un ensemble électronique de la machine électrique et une partie de croisement agencée entre ladite partie de liaison et ladite partie de connexion associées, lesdites parties de liaison et de connexion d’une même extrémité d’alimentation étant opposées l’une de l’autre, dans une direction radiale par rapport à la partie de croisement de ladite même extrémité d’alimentation et les parties de croisement de la première et de la deuxième extrémité d’alimentation s’étendant en regard l’une de l’autre, dans une direction circonférentielle. Selon une réalisation, les épingles sont destinées à former des chignons de part et d’autre respectivement des faces d’extrémité axiale du corps de stator. Dans cette réalisation, les parties de croisement sont agencées axialement à distance des chignons. Cela permet d’éviter qu’une trop grande contrainte soit imposée sur la partie de liaison des extrémités d’alimentation par un angle de pliage trop important qui pourrait notamment endommager l’émail du conducteur et créer des courts-circuits. Cela permet également d’éloigner la partie de liaison du chignon et ainsi éviter la création de court-circuit. Cette distance ne doit cependant pas être trop important pour ne pas augmenter l’encombrement de la machine électrique tournante.
Selon une réalisation, les parties de croisement s’étendent entre la périphérie extérieure et la périphérie intérieure du bobinage et notamment dans une portion radialement centrale entre lesdites périphéries. Cela permet de simplifier le procédé de réalisation du bobinage en appliquant les mêmes contraintes sur les extrémités d’alimentation. Alternativement, les parties de croisement peuvent s’étendre dans une portion de bordure interne ou une portion de bordure externe du bobinage.
Selon une réalisation, un premier ensemble, agencé sur une des périphéries du bobinage et formé d’épingles d’alimentation de différentes phases, comprend au moins une extrémité d’alimentation présentant une partie de croisement et au moins une autre extrémité d’ alimentation ne présentant pas de partie de croisement. Dans cette réalisation, un second ensemble, agencé sur une des périphéries du bobinage différente de la périphérie du premier ensemble et formé d’épingles d’alimentation de différentes phases, comprend au moins une extrémité d’alimentation présentant une partie de croisement et au moins une autre extrémité d’ alimentation ne présentant pas de partie de croisement. Chaque ensemble comprend donc au moins une extrémité d’alimentation formant une entrée de phase et au moins une autre extrémité d’alimentation formant une sortie de phase. Ainsi, les entrées et sorties de phase à connecter ensemble sont disposées de manière à ce qu’il n’y ait plus de chevauchement ou de croisement de trace d’interconnexion à effectuer pour former un couplage triangle. Cela permet de simplifier la structure de G interconnecteur et de réduire son encombrement.
On entend par extrémité d’alimentation ne présentant pas de partie de croisement, une extrémité d’alimentation s’étendant sensiblement axialement sur la même périphérie que celle dans laquelle est agencée son segment conducteur associé.
Par exemple, dans un ensemble comprenant au moins trois premières extrémités, uniquement deux ou une desdites extrémités présente une partie de croisement.
Alternativement, toutes les extrémités d’ alimentation pourraient présenter des parties de croisement. Toujours par exemple, lorsqu’un ensemble comprend deux extrémités d’alimentation présentant des parties de croisement, l’extrémité d’alimentation ne présentant pas de partie de croisement est agencée circonférentiellement entre lesdites parties d’extrémité présentant une partie de croisement. De manière similaire, lorsqu’un ensemble comprend une extrémité d’alimentation présentant une partie de croisement, ladite extrémité d’alimentation présentant la partie de croisement est agencée circonférentiellement entre les parties d’extrémité ne présentant pas de partie de croisement.
Cette alternance entre les extrémités présentant des parties de croisement et les extrémités ne présentant pas de partie de croisement permet d’alterner de manière simple les entrées et les sorties de phase au sein d’un même ensemble. Cela permet d’éviter les croisements entre les traces d’interconnexion reliant une entrée avec une sortie tout en évitant qu’une desdites traces dépassent radialement pour réaliser la connexion électrique en évitant une des extrémités disposée sur la même circonférence de stator.
Selon une réalisation, le bobinage comporte au moins un organe de maintien agencé pour maintenir, au moins dans une direction radiale, deux extrémités d’alimentation ne comportant pas de partie de croisement.
L’organe de maintien permet de maintenir les extrémités d’alimentation des épingles d’alimentation pour éviter que lesdites extrémités se déplacent et rentrent en contact soit du corps de stator soit du rotor ou du carter de la machine électrique tournante.
L’organe de maintien peut former un interconnecteur permettant de connecter les extrémités d’alimentation entre elles ou de connecter les extrémités d’alimentation à l’ensemble électronique. L’organe de maintien peut comporter une trace conductrice. Par exemple, la trace conductrice peut être au moins partiellement recouverte par un matériau électriquement isolant.
Alternativement, l’organe de maintien peut être formé uniquement d’un matériau électriquement isolant. Selon une réalisation, les épingles autres que les épingles d’ alimentation sont chacune formée de deux segments conducteurs reliés entre eux à une de leur extrémité s’étendant à partir de la première face d’extrémité axiale du corps, dite première extrémité, et reliés à différentes épingles à l’autre de leur extrémité s’étendant à partir de la seconde face d’extrémité axiale du corps, dite seconde extrémité, les premières extrémités des épingles d’alimentation s’étendant à partir de ladite première face d’extrémité axiale.
Selon une réalisation, la première épingle d’ alimentation présente une forme différente de celle de la seconde épingle d’alimentation. Par exemple, chaque épingle d’alimentation présente un unique segment conducteur et deux extrémités. Toujours par exemple, les deux extrémités de la première épingle d’alimentation s’étendent dans des directions circonférentielles opposées l’une par rapport à l’autre et les deux extrémités de la seconde épingle d’alimentation s’étendent dans une même direction circonférentielle.
Selon cette réalisation, le bobinage comporte un premier groupe d’épingles conductrices dont les segments conducteurs sont, chacun, disposés dans deux couches distinctes et séparées l’une de l’autre par au moins une couche intercalaire, un second groupe d’épingles conductrices dont les segments conducteurs sont, chacun, disposés dans deux couches distinctes et séparées l’une de l’autre par au moins une couche intercalaire, les couches comportant le premier groupe d’épingles étant distinctes des couches comportant le second groupe d’épingles et une épingle de connexion permettant de relier le premier groupe d’épingles au second groupe d’épingles.
Selon une réalisation, les segments conducteurs de l’épingle de connexion sont agencés dans deux couches adjacentes. On entend par « couches adjacentes », des couches successives qui ne sont pas séparées par une autre couche. Cela permet de simplifier l’insertion des épingles lors du procédé de réalisation du bobinage et également de simplifier la forme de l’épingle de connexion.
Selon une réalisation, les couches adjacentes dans lesquelles sont disposés les segments conducteurs de l’épingle de connexion sont des couches centrales. On entend par « couche centrale » une couche qui est entourée par deux autres couches et qui n’est donc pas en bordure de l’encoche.
Selon une réalisation, chaque segment conducteur d’une épingle d’alimentation est destiné à être disposé dans une des encoches comprenant un segment conducteur d’une épingle de connexion.
Selon une réalisation, les épingles d’alimentation permettent de connecter le bobinage à un module électronique de puissance et/ou de commande.
Selon une réalisation, chaque phase comportant une pluralité d’épingles conductrices, au moins une épingle de connexion et un nombre d’épingles d’alimentation égal au double du nombre d’épingle de connexion.
Selon une réalisation, les couches comprenant les segments conducteurs des épingles conductrices du premier groupe d’épingles sont alternées avec les couches comprenant les segments conducteurs des épingles conductrices du second groupe d’épingles. Par exemple, la couche radiale interne comprend un segment conducteur d’une épingle conductrice du premier groupe d’épingles et la couche radiale externe comprend un segment conducteur d’une épingle conductrice du second groupe d’épingles. Selon une réalisation, les épingles conductrices du premier groupe d’épingles présentent respectivement des formes différentes de celles des épingles conductrices du second groupe d’épingles.
Selon une réalisation, les épingles conductrices du premier groupe d’épingles comprennent chacune deux extrémités libres prolongeant respectivement les deux segments conducteurs, lesdites extrémités étant courbées de manière à se rapprocher l’une de l’autre dans une direction circonférentielle.
Selon une réalisation, les épingles conductrices du second groupe d’épingles comprennent chacune deux extrémités libres prolongeant respectivement les deux segments conducteurs, lesdites extrémités étant courbées de manière à s’écarter l’une de l’autre dans une direction circonférentielle.
La présente invention a également pour objet une partie active de machine électrique tournante, formée notamment d’un stator ou d’un rotor, qui comporte un bobinage électrique tel que précédemment décrit. De plus, la présente invention a également pour objet une machine électrique tournante comprenant une partie active, formée notamment d’un stator ou d’un rotor, qui comporte un bobinage électrique tel que précédemment décrit. La machine électrique tournante peut, avantageusement, former un alternateur, un alterno-démarreur, une machine réversible ou un moteur électrique. 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.
La [Fig. 1] représente, schématiquement et partiellement, une vue en coupe d’un exemple de machine électrique tournante.
La [Fig. 2] représente schématiquement une vue en perspective du stator de la figure 1.
La [Fig. 3] représente schématiquement une vue en coupe suivant un plan radial d’une partie du stator de la figure 2.
La [Fig. 4] représente schématiquement une vue en perspective d’une épingle conductrice du premier groupe d’épingles du stator de la figure 2.
La [Fig. 5] représente schématiquement une vue en perspective d’une épingle conductrice du second groupe d’épingles du stator de la figure 2.
La [Fig. 6] représente schématiquement une vue en perspective d’une épingle de connexion du stator de la figure 2.
La [Fig. 7] représente schématiquement une vue en perspective d’une première épingle d’alimentation du stator de la figure 2.
La [Fig. 8] représente schématiquement une vue en perspective d’une seconde épingle d’alimentation du stator de la figure 2.
La [Fig. 9] représente partiellement un schéma électrique du bobinage du stator de la figure 2.
La [Fig. 10] représente, schématiquement et partiellement, une vue en perspective du stator selon un exemple de l’invention.
La [Fig. 11] représentent, respectivement et schématiquement, une vue axiale de dessus d’une partie du bobinage comportant des traces d’interconnexion selon l’exemple de la figure 10.
La [Fig. 12] représente schématiquement un exemple d’organe de maintien.
Les éléments identiques ou similaires conservent les mêmes références d’une figure à l’autre. On notera également que les différentes figures ne sont pas nécessairement à la même échelle.
La figure 1 représente un exemple de machine électrique tournante 10 compacte et polyphasée, notamment pour véhicule automobile. Cette machine 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, une machine réversible ou un moteur électrique.
Dans cet exemple, la machine 10 comporte un carter 11. A l'intérieur de ce carter 11, 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. Dans la suite de la description, la direction axiale correspond à l'axe X, traversant en son centre l’arbre 13, alors que les orientations radiales correspondent à des plans concourants, et notamment perpendiculaires, à l'axe X. Pour les directions radiales, la dénomination interne correspondant à un élément orienté vers l’axe, ou plus proche de l’axe par rapport à un second élément, la dénomination externe désignant un éloignement de l’axe.
Dans cet exemple, le carter 11 comporte un flasque avant 16 et un flasque arrière 17 qui sont assemblés ensemble. Ces flasques 16, 17 sont de forme creuse et portent, chacun, centralement un palier accouplé à un roulement à billes 18, 19 respectif pour permettre la rotation de l'arbre 13. En outre, le carter 11 comporte des moyens de fixation 14 permettant le montage de la machine électrique tournante 10 dans le véhicule.
Un organe d’entraînement 20 tel qu’une poulie ou un pignon peut être fixé sur une extrémité avant de l’arbre 13. Cet organe permet de transmettre le mouvement de rotation à l’arbre ou à l’arbre de transmettre son mouvement de rotation. Dans la suite de la description, les dénominations avant/arrière se réfèrent à cet organe. Ainsi une face avant est une face orientée en direction de l’organe alors qu’une face arrière est une face orientée en direction opposée dudit organe.
Le flasque avant 16 et le flasque arrière 17 sont ici agencés de manière à former une chambre pour la circulation d’un liquide de refroidissement tel que de l’eau ou de l’huile. Alternativement, les flasques pourraient comporter des ouvertures pour le passage d’un flux d’air de refroidissement engendré par la rotation d’au moins un ventilateur solidaire en rotation avec le rotor ou l’arbre.
Dans cet exemple, le rotor 12 est formé d’un paquet de tôles logeant des aimants permanents formant les pôles magnétiques. Alternativement, le rotor pourrait être un rotor à griffe comportant deux roues polaires et une bobine rotorique.
Dans cet exemple de réalisation, le stator 15 comporte un corps 21 formé d'un paquet de tôles doté d'encoches 22, équipées d’isolant d’encoche 23 pour le montage d’un bobinage électrique 24. Le bobinage traverse les encoches du corps 21 et forment un chignon avant 25a et un chignon arrière 25b de part et d'autre du corps du stator. Par ailleurs, le bobinage 24 est formé d’une ou plusieurs phases comportant au moins un conducteur électrique et étant reliées électriquement à un ensemble électronique 26.
L’ensemble électronique 26 qui est ici monté sur le carter 11, comporte au moins un module électronique de puissance permettant de piloter au moins une phase du bobinage 24. Le module de puissance forme un pont redresseur de tension pour transformer la tension alternative générée en une tension continue et inversement. Alternativement, l’ensemble électronique pourrait être déporté de la machine.
Les figures 2 et 3 représentent plus en détail le stator 15. Le corps du stator 21 est formé d’une culasse 27 de forme annulaire autour de l’axe X et d’une pluralité de dents 28 s’étendant radialement en direction du centre du stator à partir de la culasse, et en particulier ici à partir d’une face latérale formant une paroi interne de la culasse 27. Les dents 28 sont réparties angulairement régulièrement sur le pourtour du corps annulaire, avec des espaces successifs ménagés entre elles de manière à définir les encoches 22 s’étendant en série sur le pourtour du corps annulaire du stator, chaque encoche étant délimitée par deux dents successives. Selon le présent exemple, les dents délimitent 48 encoches réparties le long de la circonférence du corps de stator, ces encoches étant agencées pour former support au bobinage électrique 24. En variante, un nombre différent d’encoches peut être utilisé tel que 96, 84, 72, 60. Il est entendu que ce nombre dépend notamment de l’application de la machine, du diamètre du stator et du nombre de pôles du rotor.
Selon la direction axiale, c’est-à-dire la direction parallèle à l’axe X, les encoches 22 sont ouvertes sur une première face d’extrémité axiale 29a et une seconde face d’extrémité axiale 29b du corps de stator 21. Autrement dit, les encoches traversent axialement de part en part le corps et débouchent sur les deux faces d’extrémité axiales opposées du stator. Par les termes « faces d’extrémité axiales », on entend des faces perpendiculaires ou sensiblement perpendiculaires à l’axe de révolution X du stator.
Le bobinage 24 est formé à partir d’une pluralité d’épingles reliées électriquement entre elles pour former des chemins électriques formant les phases du bobinage. Dans cet exemple, chaque phase comprend une pluralité d’épingles conductrices 30, 31, une épingle de connexion 32 et deux épingles d’alimentation 33, 34. Comme cela sera décrit plus en détail après en références aux figures 4 et 5, chaque épingle conductrice 30, 31 est formée de deux segments conducteurs 30A, 30B, 31 A, 31B s’étendant axialement dans les encoches 22 et qui sont à cet effet sensiblement parallèle entre eux. Lesdits segments conducteurs sont connectés entre eux par l’intermédiaire d’une jonction coudée 30C, 31C qui est également conductrice de manière à former une continuité électrique. Comme cela sera décrit plus en détail après en références à la figure 6, l’épingle de connexion 32 est formée de deux segments conducteurs 32 A, 32B s’étendant axialement dans les encoches 22 et qui sont à cet effet sensiblement parallèle entre eux. Lesdits segments conducteurs sont connectés entre eux par l’intermédiaire d’une jonction coudée 32C qui est également conductrice de manière à former une continuité électrique. Les segments conducteurs 30A, 30B, 31A, 31B, 32A, 32B d’une même épingle 30, 31, 32 sont disposés dans deux encoches distinctes l’une de l’autre.
Chaque jonction coudée 30C, 31C, 32C peut présenter deux portions inclinée 30D, 31D, 32D se rejoignant pour former un sommet 30E, 31E, 32E. Les jonctions coudées 30C, 31C, 32C sont ici formées de manière monobloc et en particulier sont issues de matière avec les segments conducteurs associés. Ainsi, chaque épingle 30, 31, 32 est formée d’un seul tenant en forme de U. Alternativement, les jonctions coudées peuvent être formées en deux parties reliées ensemble par exemple par soudure, chaque partie de la jonction coudée étant issue de matière avec le segment conducteur associé. Ainsi, chaque épingle 30, 31, 32 est formée par deux sous-épingles, chacune étant en forme de I.
Comme cela sera décrit plus en détail après en références aux figures 7 et 8, les épingles d’alimentation 33, 34 sont chacune formées d’un segment conducteur 33A, 34A s’étendant axialement dans les encoches 22.
Comme visible sur la figure 3, les différents segments conducteurs disposés dans une même encoche sont superposés afin de former un empilement de N couches Ci, étant entendu que ces N couches sont présentes dans chacune des encoches de sorte que l’on forme sur le pourtour du stator des cercles annulaires sensiblement coaxiaux entre eux. Par exemple, ces couches sont au nombre de quatre et numérotées de Cl à C4, selon leur ordre d’empilement dans les encoches 22. La première couche Cl correspond à la couche externe, la deuxième couche C2 correspond à une couche centrale externe directement voisine de la première couche Cl, la troisième couche C3 correspond à la couche centrale interne directement voisine de la deuxième couche C2 et la quatrième couche C4 correspond à la couche interne. Les couches Cl et C4 forment des couches de bordure et les couches C2 et C3 forment des couches centrales. La première couche Cl est ainsi occupée par le segment conducteur le plus proche de la culasse 27 et la couche C4 est ainsi occupée par le segment conducteur le plus proche de l’ouverture d’encoche, c’est-à-dire le plus proche de l’axe X. Bien entendu, l’invention ne se limite pas à ce seul mode de réalisation de sorte qu’un nombre supérieur de segments conducteurs peut être empilé dans chaque encoche par exemple 6, 8 ou 10 conducteurs. Par exemple, une couche est formée par un unique segment conducteur. Ainsi, chaque encoche 22 comprend N segments conducteurs alignés radialement les uns par rapport aux autres sur une seule ligne et formant chacun une couche Ci. Dans l’exemple illustré, les segments conducteurs présentent chacun une section sensiblement rectangulaire facilitant leur empilement dans l’encoche.
Les figures 4, 5, 6 et 7 illustrent les différentes formes d’épingles formant le bobinage électrique 24. La description ci-dessous est faite en rapport avec une phase du bobinage électrique, l’homme du métier comprendra que toutes les phases sont formées d’une manière identique. Les épingles conductrices 30, 31 formant les premiers ou les deuxièmes groupes d’épingles se différentient par les extrémités libres 30F, 31F des segments conducteurs, à l’opposé axialement des jonctions coudées 30C, 31C.
La figure 4 représente une épingle conductrice 30 du premier groupe d’épingles, toutes les épingles 30 du premier groupe étant de forme identique. Cette épingle conductrice 30 se caractérise par deux extrémités libres 30F de segments conducteurs qui sont courbées de manière à se rapprocher l’une de l’autre. Plus particulièrement, les extrémités libres 30F des segments conducteurs sont repliées pour venir en recouvrement l’une de l’autre dans une direction radiale. L’écartement entre les deux extrémités libres 30F des segments conducteurs d’une même épingle 30 est plus petit que l’écartement entre ces deux segments conducteurs 30A, 30B dans leur portion droite logée dans les encoches.
La figure 5 représente une épingle conductrice 31 du second groupe d’épingles, toutes les épingles 31 du second groupe étant de forme identique. Cette épingle conductrice 31 se caractérisent par deux extrémités libres 31F de segments conducteurs qui sont courbées de manière à s’écarter l’une de l’autre. L’écartement entre les deux extrémités libres 31F des segments conducteurs d’une même épingle 31 est plus grand que l’écartement entre ces deux segments conducteurs 31 A, 31B dans leur portion droite logée dans les encoches. Plus particulièrement, les segments conducteurs 31 A, 31B d’une même épingle sont espacés d’un pas P de manière à être respectivement insérés dans une encoche E et dans une encoche E+P, et les extrémités libres 31F de ces segments conducteurs sont espacées d’un pas 2P. La figure 6 représente une épingle de connexion 32 qui se caractérisent notamment par deux extrémités libres 32F de segments conducteurs qui sont courbées de manière à conserver le même écartement que celui des segments conducteurs 32A, 32B. L’écartement entre les deux extrémités libres 32F des segments conducteurs d’une même épingle 32 est similaire à l’écartement entre ces deux segments conducteurs 32A, 32B dans leur portion droite logée dans les encoches. Plus particulièrement, les segments conducteurs 32 A, 32B d’une même épingle sont espacés d’un pas P de manière à être respectivement insérés dans une encoche E et dans une encoche E+P, et les extrémités libres 32F de ces segments conducteurs sont espacées du même pas P.
La figure 7 représente une première épingle d’alimentation 33 qui comporte un unique segment conducteur 33 A, une première extrémité 33G, dite extrémité d’alimentation, et une deuxième extrémité 33F, dite extrémité libre. L’extrémité libre 33F est disposée du même côté du stator que les extrémités libres 30F, 31F, 32F des autres épingles et l’extrémité d’alimentation 33G est disposée du côté opposé axialement, c’est-à-dire du côté des jonctions coudées 30C, 31C, 32C. Les extrémités 33F, 33G sont pliées dans des directions circonférentielles opposées, c’est-à-dire que lesdites extrémités ne sont pas superposées axialement.
La figure 8 représente une seconde épingle d’alimentation 34 qui comporte un unique segment conducteur 34A et une première extrémité 33G, dite extrémité d’alimentation, et une deuxième extrémité 33F, dite extrémité libre. L’extrémité libre 34F est disposée du même côté du stator que les extrémités libres 30F, 31F, 32F des autres épingles et l’extrémité d’alimentation 34G est disposée du côté opposé axialement, c’est-à-dire du côté des jonctions coudées 30C, 31C, 32C. Les extrémités 34F, 34G sont pliées dans la même direction, c’est-à-dire que lesdites extrémités sont superposées axialement. L’agencement particulier des extrémités d’alimentation 33G, 34G sera décrit plus en détail ci-dessous en référence à la figure 10.
Gomme visible sur les figures 2 et 9 notamment, chaque épingle 30, 31, 32, 33, 34 est agencée de manière à ce que d’une part ses segments conducteurs s’étendent dans deux encoches distinctes E et E+P, séparées par un pas P, et que d’autre part chaque jonction coudée soit disposée au niveau de la première face d’extrémité axiale 29a tandis que les extrémités libres sont disposés au niveau de la seconde face d’extrémité axiale 29b et sont reliées entre elles de manière à générer une continuité électrique dans le bobinage d’une épingle à l’autre. Tel que cela va être décrit ci-après notamment en relation avec la figure 9, les extrémités libres de segments conducteurs agencés dans une première couche Cl et les extrémités libres de segments conducteurs agencés dans une deuxième couche C2 sont reliées entre elles et les extrémités libres de segments conducteurs agencés dans une troisième couche C3 et les extrémités libres de segments conducteurs agencés dans une quatrième couche C4 sont reliées entre elles. Ces liaisons sont par exemple faites par soudure. Ainsi, les segments conducteurs 30A, 30B, 31A, 31B, 32A, 32B, 33A, 34A d’une même épingle sont connectés entre eux à une de leurs extrémités par une jonction coudée 30C, 31C, 32C et, chacun, à une autre épingle à leur extrémité libre 30F, 31F, 32F, 33F, 34F.
Le premier groupe d’épingles conductrices 30 forment un groupe dit extérieur, qui comporte les épingles 30 dont les segments conducteurs 30A, 30B sont logés dans les encoches de manière à former la première couche extérieure Cl et la troisième couche centrale interne C3. Le second groupe d’épingles conductrices 31 forment un groupe dit intérieur, qui comporte les épingles 31 dont des segments conducteurs 31 A, 31B sont logés dans les encoches de manière à former la quatrième couche intérieure C4 et la deuxième couche centrale externe C2.
Comme visible sur les figures 2 et 9, les deux groupes d’épingle sont imbriqués, c’est-à-dire agencés de manière à ce que l’un des segments conducteurs des épingles 30 du groupe extérieur soit situé dans les encoches plus à l’intérieur que l’un des segments conducteurs des épingles 31 du groupe intérieur. Plus particulièrement, une épingle conductrice 30 appartenant au premier groupe est agencée dans le stator de manière à avoir un segment conducteur 30A occupant une première couche Cl dans une encoche E et un segment conducteur 30B occupant une troisième couche C3 dans une encoche E+P. Similairement, une épingle conductrice 31 appartenant au second groupe est agencée dans le stator de manière à avoir un segment conducteur 31 A occupant une deuxième couche C2 dans l’encoche E et un segment conducteur 31B occupant une quatrième couche C4 dans une encoche E+P. Autrement dit, les épingles conductrices 30, 31 sont agencées de sorte que les segments conducteurs d’une même épingle conductrice occupent des encoches distinctes avec un décalage radial de deux couches d’une encoche à l’autre, ou bien en d’autre termes avec l’interposition d’une couche intermédiaire entre les deux couches occupées par les segments conducteurs de cette même épingle. Ce décalage radial correspond à l’interposition d’un segment conducteur appartenant à une épingle conductrice de l’autre groupe. Il résulte de cet agencement particulier un alignement des jonctions coudées au niveau de la première face d’extrémité axiale 29a du corps de stator 21 de sorte que les jonctions coudées adjacentes soient sensiblement parallèles entre elles. Cela permet d’augmenter la compacité du chignon.
Ces deux groupes d’épingles conductrices 30, 31 forment respectivement des chemins électriques continus indépendant P un de F autre. Pour assurer la continuité électrique au sein de la phase, une épingle de connexion 32 est agencée pour raccorder électriquement le premier groupe d’épingles conductrice 30 au second groupe d’épingles conductrice 31 et ainsi former un unique chemin électrique et former une phase du bobinage électrique 24. Ainsi, cette épingle de connexion 32 ferme le circuit électrique et permet une circulation appropriée du courant à travers le bobinage, notamment afin que d’une part le courant circule dans le même sens dans chacun des segments conducteurs logés dans une même encoche, et que d’autre part le courant circule de manière générale dans un sens dans une encoche et dans le sens opposé dans les encoches espacées d’un pas P et -P.
Dans Fexemple illustré sur la figure 9, le premier segment conducteur 32A de Fépingle de connexion 32 est disposé dans une des couches associées au premier groupe d’épingles conductrices 30 et le second segment conducteur 32B de ladite épingle est disposé dans une des couches associées au second groupe d’épingles conductrices 31. Cet agencement donne des avantages de connexion électriques du bobinage. En effet, il permet de connecter toutes les épingles conductrices 30, 31 via une épingle de connexion 32 en forme de U, c’est-à-dire de forme similaire à celle des épingles conductrices avec deux segments conducteurs reliés entre eux par une jonction coudée. Avec cet agencement, le bobinage électrique 24 ne comprend donc pas d’épingle spéciale permettant l’inversion du sens du courant afin de respecter le sens de circulation du courant électrique dans les encoches. Ainsi, cela permet de simplifier le bobinage électrique et son procédé d’assemblage.
En particulier dans cet exemple, le premier segment conducteur 32A de l’épingle de connexion 32 est disposé dans la troisième couche C3 et le second segment conducteur 32B de ladite épingle est disposé dans la deuxième couche C2. Ainsi, les segments conducteurs 32A, 32B de l’épingle de connexion sont agencés dans deux couches adjacentes selon une direction radiale de deux encoches différentes, c’est- à-dire qu’il n’y a pas d’interposition d’une couche intermédiaire entre les deux couches occupées par les segments conducteurs de cette même épingle 32. Cela permet à la jonction coudée 32C de l’épingle de connexion d’être intégrée dans le chignon et de ne pas augmenter la hauteur du chignon en passant au-dessus d’une autre portion d’épingle.
Comme visible dans les figures 2, 3 et 9, des épingles d’alimentation 33, 34 sont disposées dans une encoche de manière à ce que leurs segments conducteurs 33A, 34A respectifs soit disposés dans une couche adjacente à la couche de la même encoche comprenant le segment conducteur 32 A, 32B d’une épingle de connexion 32. En d’autres termes, pour chaque segment conducteur d’une épingle de connexion 32 occupant une deuxième couche C2 dans une encoche E, on prévoit un segment conducteur 33A d’une épingle d’alimentation 33 pour occuper une première couche Cl dans ladite encoche E. De manière similaire, pour chaque segment conducteur d’une épingle de connexion 32 occupant une troisième couche C3 dans une encoche E+P, on prévoit un segment conducteur 34A d’une épingle d’alimentation 34 pour occuper une quatrième couche C4 dans ladite encoche E+P, espacée d’un pas P par rapport à ladite encoche E. Les épingles d’alimentation 33, 34 sont ainsi disposées dans des couches de bordure de manière à entourer l’épingle de connexion 32 de la même phase dont les segments conducteurs 32A, 32B sont disposées dans des couches centrales.
On comprend qu’à chaque épingle de connexion 32 est associée une paire d’épingles d’alimentation 33, 34 tel que cela est visible sur la figure 2 notamment. Ainsi, un bobinage électrique 24 comprenant six phases comprend également six paires d’épingles d’alimentation 33, dont six premières épingles d’alimentation 33 et six secondes épingles d’alimentation 34, et six épingles de connexion 32. On comprendra que le nombre d’épingles conductrices 30, 31 dépend du nombre d’encoches du stator et donc de l’application de la machine électrique tournante souhaitée, en particulier des performances souhaitées et de l’encombrement disponible, sachant qu’il y a autant d’épingles conductrices 30 du premier groupe que dépingles conductrices 31 du second groupe. Les extrémités d’alimentation 33G, 34G forment des entrées et/ou des sorties de courant de la phase correspondante. Plus précisément pour une phase, une extrémité 33G, 34G d’une des épingles d’alimentation est connectée, directement ou par l’intermédiaire d’un dispositif d’interconnexion, à une extrémité 33G, 34G d’une épingle d’alimentation d’une autre phase du bobinage et/ou à une source de courant comprise notamment dans un module électronique de puissance et/ou de commande de l’ensemble électronique 26.
Les épingles d’alimentation 33, 34 sont agencées le long du bobinage électrique 24 respectivement dans la première couche externe Cl et dans la quatrième couche interne C4. En particulier, les premières épingles d’alimentation 33 ainsi que leur extrémité d’alimentation 33G sont disposées dans la couche externe Cl et les secondes épingles d’alimentation 34 ainsi que leur extrémité d’alimentation 34G sont disposées dans la couche interne C4. Il est bien entendu possible d’inverser cette disposition des épingles d’alimentation sans sortir du cadre de l’invention.
La figure 10 représente un exemple de réalisation de l’invention où est illustrée une partie du bobinage du stator et notamment du chignon à partir duquel s’étendent les extrémités d’alimentation 33G, 34G. En particulier dans cet exemple, quatre des six extrémités d’alimentation 33G, 34G présentent chacune une partie de croisement 33G2, 34G2 et les deux autres extrémités d’alimentation 33G, 34G ne présentant pas de partie de croisement et s’étendent dans une direction sensiblement axiale à partir de leur segment conducteur 33 A, 34A associé. Dans cet exemple, les extrémités d’alimentation ne présentant pas de partie de croisement sont agencées circonférentiellement entre les extrémités d’alimentation présentant des parties de croisement.
Dans un exemple alternatif non représenté, uniquement deux des six extrémités d’alimentation 33G, 34G peuvent présenter chacune une partie de croisement 33G2, 34G2 et les quatre autres extrémités d’alimentation 33G, 34G ne présentant pas de partie de croisement. Les extrémités d’alimentation présentant des parties de croisement pourraient alors être agencées circonférentiellement entre les extrémités d’ alimentation ne présentant pas de parties de croisement.
Chacune desdites quatre extrémités d’alimentation présente une partie de liaison 33G1, 34G1 adjacente au segment conducteur 33A, 34A associé, une partie de connexion 33G3, 34G3 connectée électriquement à l’ensemble électronique 26 et une partie de croisement 33G2, 34G2 agencée entre ladite partie de liaison et ladite partie de connexion associées. Lesdites parties s’étendent en continue l’une à la suite de l’autre à partir du segment conducteur de la même épingle d’alimentation et forment sensiblement une droite qui s’étend de manière inclinée par rapport à une direction axiale. Cette droite inclinée s’étend à partir d’une des périphéries du bobinage jusqu’à la périphérie opposée radialement. Ainsi, lesdites parties de liaison et de connexion d’une même extrémité d’alimentation sont opposées l’une de l’autre, dans une direction radiale par rapport à la partie de croisement de ladite même extrémité d’ alimentation qui forme une partie sensiblement centrale radialement entre la périphérie interne et la périphérie externe du bobinage. Deux épingles d’alimentation 33, 34 dont leurs segments conducteurs s’étendent dans la même encoche 22, présentent des extrémités d’alimentation du même type, c’est-à-dire soit du type comportant une partie de croisement soit du type ne comportant pas de partie de croisement. Ainsi, les parties de croisement 33G2, 34G2 d’extrémités d’alimentation d’épingles agencées dans la même encoche s’étendent en regard et à distance l’une de l’autre dans une direction circonférentielle. Il n’y a donc pas de contact entre les parties de croisement. Cet espacement est notamment de l’ordre de quelques millimètres.
Les parties de croisement 33G2, 34G2 sont agencées à distance d’une extrémité axiale du chignon 25a à partir duquel s’étendent les extrémités d’alimentation. Lesdites parties de croisement sont donc espacées axialement de l’extrémité axiale du chignon. Cet espacement axial est par exemple compris entre 5 mm et 35 mm.
Dans l’exemple illustré ici, l’extrémité d’alimentation 33G présente une partie de liaison 33G1 s’étendant depuis une périphérie externe du bobinage et une partie de connexion 33G3 s’étendent jusqu’à une périphérie interne dudit bobinage. De manière similaire, l’extrémité d’alimentation 34G présente une partie de liaison 34G1 s’étendant depuis une périphérie interne du bobinage et une partie de connexion 34G3 s’étendent jusqu’à une périphérie externe dudit bobinage. On obtient donc une inversion des extrémités d’alimentation d’une même encoche.
Dans cet exemple de réalisation, la sortie d’une phase est connectée à l’entrée d’une autre phase du même système de phase afin de former un couplage de type triangle. Chacune de ces connexions entre les entrées et les sorties de phase est également reliée à une source de courant comprise notamment dans un module électronique de puissance et/ou de commande de l’ensemble électronique 26.
Les extrémités d’alimentation 33G, 34G sont agencées le long du bobinage électrique 24 de manière à ce que leurs parties de connexion 33G3, 34G3 soit regroupées en un premier ensemble 36 et un second ensemble 37 pour chaque système de phase. Dans cet exemple, les parties de connexion d’un même ensemble sont alignées axialement avec la même couche Ci de l’encoche. Par exemple ici, comme illustré sur la figure 10, le premier ensemble 36 comprend des parties de connexion disposées au-dessus de la couche externe Cl et le second ensemble comprend des parties de connexion disposées au-dessus de la couche interne C4. Dans une alternative de réalisation, il est possible d’avoir les parties de connexion du premier ensemble disposées dans la couche interne C4 et les parties de connexion du second ensemble disposées dans la couche externe Cl. Il est également possible de disposer les parties de connexion dans les couches centrales C2, C3.
Toujours dans l’exemple décrit ici, le bobinage électrique 24 comprend deux systèmes comprenant chacun trois phases. Ainsi, le bobinage comprend ici deux premier ensembles 36 et deux second ensembles 37 comprenant chacun trois parties de connexion 33G3, 34G3. Les structures des ensembles peuvent être identiques ou différentes d’un système de phase à l’autre. Chacun des ensembles 36, 37 comprend au moins une partie de connexion formant une entrée de phase et une partie de connexion formant une sortie de phase. En particulier dans cet exemple, chaque ensemble 36, 37 comprend soit deux parties de connexion formant des entrées de phase et une partie de connexion formant une sortie de phase soit deux parties de connexion formant des sorties de phase et une partie de connexion formant une entrée de phase. Les ensembles d’un même système de phase présentent des architectures complémentaires entre elles. Par exemple, si le premier ensemble comprend deux entrées de phase et une sortie de phase alors le second ensemble comprend deux sorties de phase et une entrée de phase. De plus, chaque ensemble comprend une partie de connexion par phase dudit système de phase. Ainsi, pour un même ensemble, chaque partie de connexion appartient à une phase différente.
La figure 11 représente un exemple dans lequel le premier ensemble 36 comprend deux parties de connexion formant des sorties de phase et une partie de connexion formant une entrée de phase et le second ensemble 37 comprend deux parties de connexion formant des entrées de phase et une partie de connexion formant une sortie de phase. Les parties de connexion sont agencées sur la même couche de l’encoche et s’étendent donc sur une portion de circonférence du bobinage.
Dans cet exemple de réalisation, au sein d’un même ensemble, les extrémités formant les sortie/entrée de phase sont alternées, dans une direction circonférentielle. C’est-à-dire que pour un ensemble comprenant deux sorties de phase et une entrée de phase, ladite entrée de phase est disposée circonférentiellement entre les sorties de phase. De manière similaire, pour un ensemble comprenant deux entrées de phase et une sortie de phase, ladite sortie de phase est disposée circonférentiellement entre les entrées de phase.
De préférence, la distance, dans une direction circonférentielle, entre les extrémités d’alimentation est identique au sein d’un même ensemble 36, 37.
Par exemple, un même ensemble 36, 37 comprend au moins une partie de connexion 33G3 et au moins une partie de connexion 34G3 appartenant à deux épingles d’alimentation différentes 33, 34. Cet alternance des entrées/sorties de phase au sein d’un même ensemble est ici créé par l’inversion des parties de connexion 33G3, 34G3 pour uniquement certaines des extrémités d’alimentation du système de phase qui sont les extrémités d’alimentation présentant une partie de croisement. Ainsi, pour une phase, si le premier ensemble comprend la partie de connexion formant la sortie de phase alors le second ensemble comprend la partie de connexion formant l’entrée de phase.
La figure 11 illustre un exemple dans lequel le premier ensemble 36 comprend dans l’ordre suivant : la partie de connexion formant la sortie de la troisième phase O/Z+2, puis la partie de connexion formant l’entrée de la première phase I/Z, puis la partie de connexion formant la sortie de la deuxième phase O/Z+l. Le second ensemble 37, complémentaire audit premier ensemble 36, comprend alors dans l’ordre suivant : la partie de connexion formant l’entrée de la troisième phase I/Z+2, puis la partie de connexion formant la sortie de la première phase O/Z, puis la partie de connexion formant l’entrée de la deuxième phase I/Z+l. Pour former le couplage triangle, les extrémités d’alimentation 33G, 34G sont reliées entre elles par exemple ici au moyen de trace d’interconnexion 38. Chaque trace d’interconnexion est par exemple soudée aux parties de connexion associées et peut comporter une portion de connexion avec un module de l’ensemble électronique 26. Les traces 38 sont pas exemples surmoulées dans une matière isolante électriquement pour faciliter la réalisation de ces connexions et pour garantir une bonne isolation électrique entre elles et entre lesdites traces et les sommets 30E, 31E, 32E des autres épingles du bobinage.
Plus particulièrement, la partie de connexion formant l’entrée de phase de la troisième phase I/Z+2 est reliée à la partie de connexion formant la sortie de phase de la deuxième phase O/Z+l, la partie de connexion formant la sortie de phase de la première phase O/Z est reliée à la partie de connexion formant l’entrée de phase de la deuxième phase I/Z+l et la partie de connexion formant la sortie de phase de la troisième phase O/Z+3 est reliée à la partie de connexion formant l’entrée de phase de la première phase I/Z. Comme bien visible sur la figure 11 , il est possible de réaliser ces connexions sans chevauchement entre les traces 38.
D’autre type de connexion peuvent être réaliser sans sortir du cadre de l’invention notamment en échangeant l’ordre des phases.
Pour maintenir dans une direction radiale les extrémités d’alimentation 33G, 34G ne présentant pas de partie de croisement, un organe de maintien 39 peut être agencé entre lesdites extrémités et ainsi empêcher lesdites extrémités de se déplacer en particulier dans une direction radiale vers l’extérieur ou vers l’intérieur par rapport à l’axe X.
Dans l’exemple illustré sur la figure 12, l’organe de maintien 39 maintient donc deux extrémités d’alimentation qui sont disposées dans la même encoche et sur des couches de bordure différentes, chacune des couches formant une extrémité radiale du bobinage.
Par exemple, l’organe de maintien 39 est monté en contact avec l’extrémité axiale du chignon arrière 25a qui s’étend axialement en direction de l’ensemble électronique 26. Une face radiale de l’organe de maintien 39 servant de surface d’appui est donc en contact avec au moins un sommet 30E, 31E, 32E d’une des épingles 30, 31, 32. En variante, l’organe de maintien pourrait être monté à distance du chignon et donc ne pas être en contact avec lui.
Dans l’exemple illustré ici, le bobinage électrique 24 comprend uniquement deux extrémités d’ alimentation ne présentant pas de partie de croisement, le bobinage comprend alors un seul organe de maintien 39. Dans l’exemple alternatif non illustré décrit précédemment où le bobinage électrique 24 comprend quatre extrémités d’alimentation ne présentant pas de partie de croisement, le bobinage pourrait alors comprendre deux organes de maintien 39, un pour chaque paire d’extrémités.
L’organe de maintien peut comporter une première partie 40 permettant de maintenir l’extrémité d’alimentation 33G de la première épingle d’alimentation 33, une deuxième partie 41 permettant de maintenir l’extrémité d’alimentation 34G de la seconde épingle d’alimentation 34 et une partie de liaison 42 agencée entre lesdites parties 40, 41. La partie de liaison est agencée radialement entre lesdites deux parties.
La figure 12 illustre un exemple d’organe de maintien 39 lequel présentant une forme de barre comportant deux trous traversant 43 axialement chacun permettant l’insertion d’une des extrémités d’alimentation 33G, 34G. Alternativement, l’organe de maintien 39 pourrait présenter une forme de barre comportant deux encoches chacun permettant l’insertion notamment par encliquetage des extrémités d’alimentation 33G, 34G.
L’organe de maintien 39 est formé d’un matériau isolant électriquement tel que du plastique. L’organe de maintien peut être formé en un seul tenant, c’est-à-dire que la première partie 40, la deuxième partie 41 et la partie de liaison 42 sont issues de matière ensemble pour former une pièce monobloc.
On a représenté sur la figure 9 une illustration schématique d’une partie de bobinage conformément à ce qui a été décrit précédemment. Pour simplifier la lecture, le nombre d'encoches a été limité, étant entendu que ce qui va suivre pourra être étendu sans difficulté par l'homme du métier pour réaliser le bobinage complet, les autres encoches du stator comportant également des empilements de segments conducteurs. Toujours pour simplifier la lecture, les épingles d’une même phase sont représentées en gras, les épingles des autres phases étant représentées en transparence.
Plus précisément, pour le circuit électrique illustré sur la figure 9, le courant est introduit, dans un premier sens d’orientation, dans le bobinage 24 par l'intermédiaire de l’extrémité d’alimentation 34G d’une première épingle d’alimentation 34 formant l'entrée du courant électrique de la phrase illustrée du côté de la première face d'extrémité axiale 29a. On va décrire plus en détail son parcours via les flèches numérotées Fi pour illustrer le fait que le courant circule, dans des segments conducteurs empilés, dans le même sens pour une encoche donnée, et dans un sens opposé pour une encoche espacées d'un pas P ou -P. Il convient de noter que Pencoche E+P est éloignée de l’encoche E d’un pas P prédéterminé, selon un premier sens d’orientation. Dans le présent exemple d’un bobinage électrique double-triphasé avec une encoche par pôle et par phase, le pas P correspond à l’interposition de cinq encoches entre une encoche E et une encoche E+P.
Le courant circule dans le segment conducteur 34A logé dans une encoche E depuis la première face d’extrémité axiale 29a vers la seconde face d’extrémité axiale 29b (flèche Fl). Ce segment conducteur 34A, agencé de manière à former partie de la quatrième couche C4 dans cette encoche E, présente à son extrémité libre 34F, du côté de la seconde face d'extrémité axiale 29b, une forme repliée sur elle-même similaire à celle d'un segment conducteur 30F d'une épingle conductrice30 du premier groupe d’épingles qu'il remplace dans cette couche.
L’extrémité libre 34F de Pépingle d’alimentation est connectée, au niveau de la seconde face d’extrémité axiale 29b du stator, à l'extrémité libre 31F d’une épingle conductrice 31 du second groupe d’épingles dont un des segments conducteurs occupe la troisième couche C3 dans une encoche E-P. Les deux extrémités libres 34F, 31F sont agencées Lune à côté de P autre notamment dans une direction radiale et sont reliées électriquement au niveau d’un point de contact 35, ce point de contact pouvant être réalisé par soudure, de manière à permettre la circulation d’un courant électrique à travers les segments conducteurs, selon un même sens, dans chaque encoche. Le sens de circulation du courant est représenté par les flèches chevauchant les épingles conductrices. Il en résulte que le courant est amené à circuler, depuis la seconde face d’extrémité axiale 29b vers la première face d’extrémité axiale 29a, via le segment conducteur 31B dans la troisième couche C3 de l’encoche E-P, tel qu’illustré par la flèche F2.
Le segment conducteur 31B, occupant la troisième couche C3 dans l’encoche E-P, forme partie d’une épingle conductrice 31 appartenant au second groupe d’épingles de sorte que ce segment conducteur est prolongé, au niveau de la première face d’extrémité axiale 29a, par P intermédiaire d’une jonction coudée 31C, en un segment conducteur 31 A occupant la première couche Cl dans une encoche E-2P séparée d’un espace P par rapport à l’encoche E-P, dans le sens inverse au premier sens d’orientation. Ainsi, le courant est amené à circuler, depuis la première face d’extrémité axiale 29a vers la seconde face d’extrémité axiale 29b, via le segment conducteur 31A dans la première couche Cl de l’encoche E-2P, tel qu’illustré par la flèche F4.
On comprend que pour une phase donnée, les épingles sont imbriquées successivement sur tout le pourtour du stator, et pour simplifier la lecture de la figure 9, on va reprendre la description qui précède après que le courant ait fait sensiblement le tour du stator, au niveau du trait plein disposé entre les encoches E+P et E+2P sur cette figure 9.
A ce stade, la continuité de bobinage est réalisée en connectant P extrémité libre 31F du segment conducteur 31A occupant la première couche Cl dans Pencoche E+2P, à l'extrémité libre 30F d’un segment conducteur 30A occupant la deuxième couche C2 dans Pencoche E+P, lesdites extrémités 31F, 30F étant agencées côte à côte dans une direction radiale et reliés électriquement par un point de contact 35 au niveau de la seconde face d’extrémité axiale 29a.
Le courant est alors amené à faire une boucle dans le premier sens d’orientation et à circuler depuis la seconde face d’extrémité axiale 29b vers la première face d’extrémité axiale 29a, dans la deuxième couche C2 de Pencoche E+P via le segment conducteur 30A d’une épingle conductrice 30 du premier groupe d’épingles, tel qu’illustré par la flèche F3, puis à circuler dans la jonction coudée 30C de ladite épingle conductrice 30 puis à circuler depuis la première face d’extrémité axiale 29a vers la deuxième face d’extrémité axiale 29b, dans la quatrième couche C4 de Pencoche E+2P via le segment conducteur 30B de ladite épingle conductrice 30. On constate de ce qui précède que dans Pencoche E+2P, les courants circulant dans la première couche Cl et dans la quatrième couche C4 circulent tous deux dans le même sens.
La courant circule alors successivement dans une direction opposée au premier sens d’orientation, via un point de contact 35, à un segment conducteur 31B logé dans la troisième couche C3 de Pencoche E+P puis via la jonction coudée 31C à un segment conducteur 31 A de la même épingle conductrice 31 dans la première couche Cl de l’encoche E.
A ce stade, le courant est amené à circuler suite à un point de contact 35, depuis la seconde face d’extrémité axiale 29b vers la première face d’extrémité axiale 29a dans le premier sens d’orientation, dans la deuxième couche C2 de l’encoche E via un segment conducteur 32A de l’épingle de connexion 32 puis, suite à la jonction coudée 32C, depuis la première face d’extrémité axiale 29a vers la seconde face d’extrémité axiale 29b, dans la troisième couche C3 de l’encoche E+P via un segment conducteur 32B de ladite épingle de connexion 32.
La continuité du bobinage est alors réalisée, conformément à ce qui vient d’être décrit, en passant d’un segment conducteur de la première couche Cl à la troisième couche C3 et de la quatrième couche C4 à la deuxième couche C2 du côté des jonctions coudées formant partie des épingles conductrices, et en passant de la deuxième couche C2 à la première couche Cl et de la troisième couche C3 à la quatrième couche C4 par des points de contacts 35, notamment des soudures, au niveau de la seconde face d’extrémité axiale 29b, de sorte que la circulation du courant dans un même sens dans chaque encoche est réalisée.
Le courant est alors amené à circuler conformément à ce qui a été décrit précédemment, d’une épingle conductrice à l’autre, jusqu’à circuler dans l’encoche E-P au niveau de la première couche Cl dans laquelle est agencée le segment conducteur 33A de l’épingle d’alimentation 33 formant via son extrémité d’alimentation 33G la sortie de courant de la phase illustrée. La présente invention trouve des applications en particulier dans le domaine des alternateurs, des alterno-démarreurs, des moteurs électriques ou encore des machines réversibles mais elle pourrait également s’appliquer à tout type de machine tournante.
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.

Claims

Revendications
1. Bobinage électrique pour une partie active, formée notamment d’un stator ou d’un rotor, de machine électrique tournante (10), la partie active comportant un corps (21) présentant une culasse (27) annulaire autour d’un axe (X) et une pluralité de dents (28) s’étendant à partir d’une face latérale de la culasse dans une direction radiale de manière à délimiter des encoches (22), lesdites encoches étant ouvertes sur une première face d’extrémité axiale (29a) et sur une seconde face d’extrémité axiale (29b) du corps ; le bobinage électrique (24) présentant au moins un système de phases comprenant plusieurs phases électriques chacune comportant un ensemble d’épingles (30, 31, 32, 33, 34) étant reliées électriquement entre elles et présentant chacune au moins un segment conducteur (30A, 30B, 31A, 31B, 32A, 32B, 33A, 34A), lesdits segments conducteurs destinés à être logés dans une même encoche forment N couches (Ci), ledit ensemble d’épingles comporte au moins une première épingle d’alimentation (33) et une seconde épingle d’alimentation (34) formant chacune une entrée ou une sortie de phase, chaque épingle d’alimentation comporte une extrémité d’alimentation (33G, 34G) s’étendant à partir du segment conducteur associé (33 A, 34A) à l’extérieur de l’encoche, le bobinage étant caractérisé en ce qu’au moins une partie d’une première extrémité d’alimentation (33G) est agencée sur une périphérie intérieure du bobinage, ladite première extrémité prolongeant un segment conducteur (33 A) agencé dans une couche externe et en ce qu’au moins une partie d’une deuxième extrémité d’alimentation (34G) est agencée sur une périphérie extérieure du bobinage, ladite deuxième extrémité prolongeant un segment conducteur (34A) agencé dans une couche interne, la périphérie intérieure étant plus proche de l’axe (X) que la périphérie extérieure et lesdites couches interne et externe formant des couches de bordure.
2. Bobinage électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les segments conducteurs (33 A, 34A) desdites première et la deuxième épingles d’alimentation sont agencés respectivement dans la couche externe (Cl) et dans la couche interne (C4) d’une même encoche (22).
3. Bobinage électrique selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première extrémité (33G) et la deuxième extrémité (34G) sont espacées, dans une direction circonférentielle, l’une par rapport à l’autre.
4. Bobinage électrique selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites première et deuxième extrémités d’alimentation (33G, 34G) présentent, chacune, une partie de liaison (33G1, 34G1) adjacente au segment conducteur (33A, 34A) associé, une partie de connexion (33G3, 34G3) destinée à être connecté à un ensemble électronique de la machine électrique et une partie de croisement (33G2, 34G2) agencée entre ladite partie de liaison et ladite partie de connexion associées, lesdites parties de liaison et de connexion d’une même extrémité d’alimentation étant opposées l’une de l’autre, dans une direction radiale par rapport à la partie de croisement de ladite même extrémité d’ alimentation et les parties de croisement (33G2, 34G2) de la première et de la deuxième extrémité d’alimentation s’étendant en regard l’une de l’autre, dans une direction circonférentielle.
5. Bobinage électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les épingles (30, 31, 32, 33, 34) sont destinées à former des chignons (25a, 25b) de part et d’autre respectivement des faces d’extrémité axiale (29a, 29b) du corps de stator (21) et en ce que les parties de croisement (33G2, 34G2) sont agencées axialement à distance des chignons.
6. Bobinage électrique selon l’une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que les parties de croisement (33G2, 34G2) s’étendent entre la périphérie extérieure et la périphérie intérieure du bobinage et notamment dans une portion radialement centrale entre lesdites périphéries.
7. Bobinage électrique selon l’une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu’un premier ensemble (36), agencé sur une des périphéries du bobinage et formé d’épingles d’alimentation de différentes phases, comprend au moins une extrémité d’alimentation (33G, 34G) présentant une partie de croisement (33G2, 34G2) et au moins une autre extrémité d’alimentation (33G, 34G) ne présentant pas de partie de croisement (33G2, 34G2) et en ce qu’un second ensemble (37), agencé sur une des périphéries du bobinage différente de la périphérie du premier ensemble (36) et formé d’épingles d’alimentation de différentes phases, comprend au moins une extrémité d’alimentation (33G, 34G) présentant une partie de croisement (33G2, 34G2) et au moins une autre extrémité d’alimentation (33G, 34G) ne présentant pas de partie de croisement (33G2, 34G2).
8. Bobinage électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que dans un ensemble (36, 37) comprenant au moins trois premières extrémités (33G, 34G), uniquement deux ou une desdites extrémités présente une partie de croisement (33G2, 34G2).
9. Bobinage électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, lorsqu’un ensemble (36, 37) comprend deux extrémités d’alimentation (33G, 34G) présentant des parties de croisement (33G2, 34G2), l’extrémité d’alimentation ne présentant pas de partie de croisement est agencée circonférentiellement entre lesdites parties d’extrémité présentant une partie de croisement ; et en ce que lorsqu’un ensemble (36, 37) comprend une extrémité d’alimentation (33G, 34G) présentant une partie de croisement (33G2, 34G2), ladite extrémité d’alimentation présentant la partie de croisement est agencée circonférentiellement entre les parties d’extrémité ne présentant pas de partie de croisement.
10. Machine électrique tournante comprenant une partie active, formée notamment d’un stator ou d’un rotor, qui comporte un bobinage électrique (24) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
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