FR2804255A1 - Corps de bobinage destine a recevoir un bobinage pour un convertisseur electro-magneto-mecanique, et convertisseur electro-magneto-mecanique - Google Patents
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Abstract
Le corps de bobinage (30) comporte une zone de bobinage (31) pour le bobinage (13), formée par un support de bobinage (32) et par deux bras (34, 35) délimitant la zone de bobinage (31) en direction axiale (L) et reliés au support (32). Pour adapter le corps (30) à des modifications techniques, le support (32) comprend un dispositif d'arrêt (40) pour arrêter le corps (30) sur une dent de bobinage (24). On peut prévoir dans le corps (30) un détecteur (50) pour mesurer la température dans la bobine (25). Le corps (30) peut comporter une zone de réception (36) pour un dispositif de mise en circuit (70) pour les bobinages (13), la zone de réception (36) étant formée par un bras (35), par une zone de prolongement (33) du support de bobinage (32) au-delà de ce bras (35) et par un bras de fixation (60) à distance du bras (35).
Description
La présente invention concerne tout d'abord un corps de bobinage pour
recevoir un bobinage pour un convertisseur électro-magnéto-
mécanique, comportant une zone de bobinage pour le bobinage, laquelle est formée par un support de bobinage et par deux bras délimitant la zone de bobinage en direction axiale et reliés au support
de bobinage.
Les convertisseurs électro-magnéto-mécaniques sont des groupes électriques en rotation qui, à l'aide d'un champ magnétique, convertissent soit de l'énergie électrique en énergie mécanique selon le principe moteur, soit de l'énergie mécanique en énergie électrique
selon le principe générateur.
De tels groupes électriques qui peuvent être réalisés par exemple sous forme de moteurs synchrones ou de moteurs asynchrones disposent d'une partie stationnaire appelée stator et d'une partie en rotation appelée rotor. Selon le type de réalisation du groupe électrique, le rotor et le stator sont constitués en règle générale par un empilement de tôles
formé par une culasse et par un certain nombre de dents de bobinage.
Dans les gorges entre ces dents de bobinage est disposé un bobinage électrique (bobine). Lorsque ces bobinages sont traversés par un courant électrique, le champ magnétique du groupe électrique est généré. Les bobinages sont associés à des lignes individuelles, les bobinages associés à une ligne commune étant en circuit entre eux. Dans le cas d'un moteur à courant multiphasé, on prévoit au total m lignes
alimentées en courant avec un décalage de phase de 360/m.
L'empilement de tôles avec ses composants électromagnétiques est désigné en règle générale par circuit magnétique. Par exemple, l'empilement de tôles peut être réalisé en une seule pièce, ce qui signifie que la culasse et les dents de bobinage sont réalisées sous forme d'un seul composant. Cependant, on connaît également des conceptions de circuit magnétique dans lesquelles les empilements de tôles sont réalisés en deux pièces. Ceci signifie que la culasse et également les dents de bobinage individuelles sont fabriquées tout d'abord sous forme de composants séparés et ensuite assemblées en un
empilement de tôles commun.
Pour pouvoir fabriquer les bobinages et les fixer sur les dents de bobinage, il est déjà connu d'utiliser des corps de bobinage. Un corps de bobinage développé par la demanderesse est déjà connu, qui présente les caractéristiques décrites en introduction et qui est illustré
et décrit dans la figure 2.
Dans le cas des empilements de tôles en une seule pièce, on serre deux corps de bobinage dans une bobineuse et ensuite on les munit du bobinage. En particulier dans le cas des groupes électriques présentant de petites longueurs structurelles, on peut enlever le bobinage hors de la bobineuse après la fabrication et on peut l'enficher sur les dents
respectives de l'empilement de tôles.
Dans le cas des empilements de tôles en deux pièces, on peut relier les corps de bobinage tout d'abord à une dent de bobinage et les poser dans cette combinaison dans la bobineuse. Ensuite, on procède à l'opération de bobinage dont résulte une bobine formée par la dent de
bobinage, par les deux corps de bobinage ainsi que par le bobinage lui-
même. Finalement, on peut relier la bobine ainsi réalisée à la culasse.
Cependant, la réalisation du bobinage peut également s'effectuer de la
manière décrite à l'égard des empilements de tôles en une seule pièce.
Dès que l'on a procédé de la manière désirée à la mise en circuit des extrémités respectives du bobinage, le stator ou le rotor du groupe
électrique est fini.
Lors de la réalisation des convertisseurs électro-magnéto-mécaniques et en particulier des bobinages destinés à ceux-ci, il faut le faire de manière à diminuer constamment les coûts et à la fois augmenter la qualité. Un premier pas dans ce sens-là a pu être réalisé en général par la fabrication de corps de bobinage. On expliquera ceci brièvement en se rapportant à un exemple. Dans les empilements de tôles en une seule pièce, il a été jusqu'à présent nécessaire de poser les bobinages individuels à la main entre les gorges des dents de bobinage. Ceci est complexe sur le plan des techniques de fabrication et exige des coûts élevés. En utilisant des dents de bobinage, il est maintenant possible de pouvoir réaliser le bobinage mécaniquement à l'extérieur de l'empilement de tôles. Grâce à ceci, on réduit d'une part nettement les coûts. De plus, on obtient des avantages qualitatifs, car grâce à l'opération de bobinage mécanique, on peut introduire jusqu'à 15 % de
plus de cuivre dans la gorge.
Lorsque l'on prévoit les bobinages pour un empilement de tôles en une seule pièce, les dents de bobinage ne comprennent en règle générale pas de tête de dent. Une telle tête de dent est réalisée généralement sur l'extrémité libre de la dent de bobinage, laquelle est détournée de la culasse, la tête de dent présentant une largeur supérieure à celle de la dent de bobinage elle-même. Grâce à la tête de dent qui se charge entre autres des fonctions électromagnétiques, on peut empêcher que le
bobinage puisse glisser accidentellement depuis la dent de bobinage.
Si les dents de bobinage ne présentent pas de telle tête de dent, on court donc le risque que le bobinage puisse glisser accidentellement
depuis les dents de bobinage et ainsi depuis l'empilement de tôles.
De plus, on a récemment fait de grands efforts pour simplifier la mise en circuit des bobinages individuels. Jusqu'à présent, il était nécessaire pour la mise en circuit des bobinages d'assembler à la main les extrémités respectives des bobinages formant une phase, et de les câbler. Ensuite, on a du isoler les unes par rapport aux autres les lignes de bobinage ainsi formées et les munir de bandages. Ce type de mise en circuit était considéré comme très désavantageux, car il était d'une part très complexe et exigeait beaucoup de temps et a entraîné d'autre part des coûts élevés. De plus, il fallait beaucoup de place pour le guidage et le support des lignes ainsi produites menées aux bornes de branchement individuelles. Pour éviter ces inconvénients structurels, on a développé des éléments de mise en circuit annulaires (appelés également bagues de commutation) qui sont isolés les uns des autres et sur lesquels on fixe les extrémités des bobinages individuels. On doit pourvoir fixer ces éléments de mise en circuit de façon appropriée, simple et sûre et surtout de manière à économiser de la place, ce que l'on n'a jusqu'à
présent pas atteint de façon satisfaisante.
En partant de l'état de la technique mentionné, l'objectif sous-jacent à la présente invention est de proposer des corps de bobinage destinés à un bobinage ainsi qu'un convertisseur électro-magnéto-mécanique, au moyen desquels on peut faire face aux modifications des exigences décrites cidessus par rapport à la réalisation structurelle du convertisseur électromagnéto-mécanique. En particulier, on veut également atteindre des solutions au moyen desquelles on peut éviter
les inconvénients et problèmes précités.
Pour atteindre cet objectif, on propose tout d'abord des variantes différentes pour les corps de bobinage. Les corps de bobinage individuels selon les aspects de solution respectifs présentent les caractéristiques telles que connues de l'état de la technique, c'est-à-dire
celles du corps de bobinage décrit en introduction.
Le corps de bobinage comporte tout d'abord une zone de bobinage pour le bobinage, laquelle est formée par un support de bobinage et par deux bras délimitant la zone de bobinage en direction axiale et reliés au support de bobinage. Cette zone de bobinage est donc délimitée vers trois côtés. Pendant l'opération de bobinage, on dépose le bobinage dans cette zone de bobinage. Pour empêcher que le bobinage puisse glisser hors de la zone de bobinage, les bras sont réalisés de préférence de manière à dépasser le support de bobinage. Ils se chargent ainsi en quelque sorte d'une fonction de plaques d'extrémité pour la zone de bobinage contre lesquelles le bobinage peut venir s'appuyer. Les aspects de solution différents présentent chacun des caractéristiques qui satisfont les exigences variables et croissantes
io posées aux corps de bobinage et aux convertisseurs électro-magnéto-
mécaniques. Selon un premier aspect de solution de l'invention, le corps de bobinage mentionné en introduction est caractérisé en ce que le support de bobinage comprend un dispositif d'arrêt pour arrêter le corps de bobinage sur une dent de bobinage. Grâce à cet aspect de la solution, on empêche que le bobinage puisse glisser accidentellement depuis la dent de bobinage. L'idée fondamentale de cet aspect de solution, c'est que chacun des corps de bobinage dispose d'un dispositif d'arrêt correspondant via lequel on peut le relier à la dent de bobinage respective. L'invention ne se limite cependant pas à certains types de dispositifs d'arrêt. L'important, c'est uniquement que le corps de
bobinage puisse être maintenu de façon sûre sur la dent de bobinage.
Un exemple non exclusif pour un dispositif d'arrêt avantageux sera
décrit en détail au cours de la description qui suit.
Grâce au dispositif d'arrêt conforme à l'invention, on peut empêcher un glissage du bobinage surtout radialement vers l'extérieur. En même temps, le bobinage est fixé dans la gorge, de sorte que pour de courtes
longueurs actives, aucun poussoir couvrant la gorge n'est nécessaire.
De tels poussoirs couvrant la gorge étaient nécessaires jusqu'à présent pour empêcher que les bobinages enroulés ou engagés sans corps de bobinage sur les dents de bobinage glissent hors des gorges des empilements de tôles. Après l'opération de bobinage, on enfiche les
poussoirs couvrant les gorges depuis l'extérieur sur les bobinages.
L'utilisation de tels poussoirs couvrant les gorges, en particulier la fixation des poussoirs est cependant très complexe. Un exemple de tels
poussoirs est décrit en se rapportant à la figure 1.
Selon un second aspect de la solution, un corps de bobinage tel que décrit en introduction est caractérisé conformément à l'invention en ce qu'il est prévu dans le corps de bobinage un détecteur de température
pour mesurer la température qui règne dans la bobine.
La structure fondamentale de ce corps de bobinage conforme à l'invention correspond à celle du corps de bobinage décrit dans la première variante de la solution, de sorte que l'on se réfère aux modes
de réalisation décrits auparavant.
Les détecteurs de température jouent un rôle important pour les convertisseurs électro-magnéto-mécaniques, car au moyen de ceux-ci, on peut surveiller la température actuelle. Lorsque les bobinages sont agencés par exemple sur un empilement de tôles formant le stator et que l'on doit détecter la température dans le rotor, ceci n'est possible que difficilement par voie directe à cause de la rotation du rotor. Par
conséquent, on doit détecter la température du rotor par voie indirecte.
Ceci s'effectue au moyen de détecteurs de température correspondants agencés à l'intérieur des têtes de bobinage. Grâce à la température ainsi détectée, on peut en déduire la température du stator et via la
température du stator on peut déduire la température du rotor.
Lorsque l'on utilise le convertisseur électro-magnéto-mécanique par exemple comme moteur à courant triphasé, il dispose de trois phases, chaque phase pouvant présenter par exemple - mais non pas exclusivement six bobinages. Dans une telle configuration, il peut être avantageux de prévoir un détecteur de température dans chacune des phases, de sorte qu'un tel convertisseur comporterait au total trois détecteurs de température. Par contre, le nombre des détecteurs de
température nécessaires ne se limite pas à ce nombre concret.
Avantageusement, on peut prévoir de un à trois de ces détecteurs de température pour chaque convertisseur, le nombre des détecteurs de température pouvant varier selon les besoins et selon le cas d'application. L'agencement conforme à l'invention du détecteur de température ou des détecteurs de température à l'intérieur du corps de bobinage présente une série d'avantages. Jusqu'à présent, il était nécessaire de positionner les détecteurs de température directement sur ou dans le bobinage, par exemple les enrouler dans le bobinage. Ceci présentait l'inconvénient que la fabrication du bobinage était d'une part très complexe et que les détecteurs de température pouvaient d'autre part
être endommagés pendant l'opération de bobinage.
L'agencement du détecteur de température, par exemple d'un détecteur de température NTC (à coefficient de température négatif) à l'intérieur du corps de bobinage protège le détecteur de température pendant l'opération de bobinage et assure de par sa disposition que le détecteur de température peut être amené en contact défini avec le bobinage (le cuivre) lors du fonctionnement ultérieur. Un exemple non exclusif de la façon comment le détecteur de température peut être agencé à
l'intérieur du corps de bobinage sera décrit au cours de la description
qui suit.
Selon un troisième aspect de la solution, un corps de bobinage tel que décrit en introduction est caractérisé conformément à l'invention en ce qu'il est prévu une zone de réception pour un dispositif de mise en circuit pour le bobinage, et en ce que la zone de réception est formée par l'un des bras, par une zone de prolongement du support de bobinage audelà de ce bras et par un bras de fixation prévu à distance
par rapport au bras en direction axiale et relié au support de bobinage.
Grâce à un tel corps de bobinage réalisé conformément à l'invention, il est possible de manière simple de fixer un dispositif de mise en circuit de manière à prendre peu de place. En ce qui concerne sa structure fondamentale, le corps de bobinage correspond à son tour aux deux variantes de solution précitées, et on se réfère donc aux explications données. Pour former l'autre zone de réception prévue de préférence au voisinage de la zone de bobinage, il est possible de maintenir de façon simple et néanmoins sûre le dispositif de mise en circuit réalisé par exemple sous forme de bagues de commutation. La zone de réception ainsi formée a donc la propriété de recevoir le dispositif de mise en
circuit qui sert à la mise en circuit du convertisseur d'énergie électro-
magnéto-mécanique et de le maintenir aussi bien pendant l'opération
de mise en circuit que pendant le fonctionnement ultérieur.
Grâce à l'utilisation des corps de bobinage conformes à l'invention, on peut fabriquer le bobinage tout d'abord mécaniquement à l'extérieur selon la géométrie désirée de la gorge, et on peut le fixer ensuite de
manière appropriée sur le convertisseur d'énergie électro-magnéto-
mécanique. On peut entendre par fixation aussi bien la disposition constructive des bobinages sur les dents de bobinage ou dans les
gorges entre les dents de bobinage, qu'également leur mise en circuit.
Des modes de réalisation avantageux des corps de bobinage conformes
à l'invention ressortent de la description qui suit.
Avantageusement, le support de bobinage peut comprendre un dispositif d'arrêt pour arrêter le corps de bobinage sur une dent de bobinage. Un tel dispositif d'arrêt est prévu avantageusement pour le second et le troisième aspect de la solution. En ce qui concerne leurs avantages, modes d'action et effets, on se réfère aux explications
données en relation avec le premier aspect de la solution.
Avantageusement, un détecteur de température est prévu dans le corps
de bobinage pour mesurer la température qui règne dans une bobine.
Cette caractéristique peut être réalisée dans le corps de bobinage selon le premier et le troisième aspect de la solution. Les avantages, les modes d'action et les effets sont décrits en se rapportant à la seconde
variante de solution.
Selon un autre développement, le support de bobinage peut comprendre une zone de prolongement qui dépasse au-delà de l'un au moins des bras. Une telle zone de prolongement est utilisée avantageusement en relation avec le premier et le second aspect de la solution. La zone de prolongement sert à recevoir le dispositif de mise en circuit. Lorsque la mise en circuit des bobinages individuels s'effectue via un câblage correspondant des extrémités individuelles des bobinages, comme ceci a été connu jusqu'à présent, les lignes de câblage ainsi formées qui sont isolées et munies de bandages
correspondants peuvent rester dans la zone de prolongement.
Cependant, lorsque le dispositif de mise en circuit est réalisé par exemple sous forme de bagues de commutation ou similaires, la zone de réception destinée à un tel dispositif de mise en circuit pour le bobinage peut être réalisée de préférence de telle sorte que la zone de réception est formée par l'un des bras, par une zone de prolongement du support de bobinage au-delà de ce bras et par un bras de fixation prévu à distance par rapport au bras en direction axiale et relié au support de bobinage. En ce qui concerne les avantages, les modes d'action et les effets de ce mode de réalisation, on se réfère aux explications données en relation avec la troisième variante de la
solution.
Les variantes conformes à l'invention telles que décrites ci-dessus peuvent être combinées au choix. Ainsi, on peut par exemple imaginer de combiner respectivement deux des variantes mentionnées. Selon une variante de réalisation particulièrement avantageuse, on peut proposer un corps de bobinage qui réunit les caractéristiques de toutes
les trois variantes de solution.
Avantageusement, le dispositif d'arrêt peut comprendre une patte d'arrêt qui est agencée en basculement dans un évidement prévu dans le support de bobinage. Dans ce cas, la patte d'arrêt est agencée avantageusement par une extrémité sur le support de bobinage. À l'autre extrémité est prévu un bec d'arrêt. Un dispositif d'arrêt réalisé de cette manière fonctionne par exemple selon le principe d'un ressort. Dans l'état neutre du ressort, la patte d'arrêt peut être agencée dans
l'évidement correspondant de telle sorte que le bec d'arrêt dépasse au-
delà du support de bobinage. Lorsque le corps de bobinage est fixé sur une dent de bobinage, la patte d'arrêt est enfoncée tout d'abord dans l'évidement dans le support de bobinage. Dans cet état, le corps de bobinage est relié à la dent de bobinage. En raison des forces de rappel qui règnent dans la patte d'arrêt, la patte d'arrêt peut retourner en basculement dans sa position normale dès que le bec d'arrêt a atteint un évidement dans la dent de bobinage dans lequel il peut entrer. Grâce à une telle jonction d'arrêt, on peut établir une liaison sûre entre le corps de bobinage et la dent de bobinage, de sorte que l'on empêche avec fiabilité un glissement accidentel du corps de bobinage depuis la dent
de bobinage, en particulier en direction radiale.
De préférence, le détecteur de température est agencé dans l'un au
moins des bras, de préférence dans un évidement prévu dans le bras.
De cette manière, on peut agencer le détecteur de température de manière particulièrement simple dans le corps de bobinage. On peut fabriquer le corps de bobinage constitué en préférence en cuivre au
moyen d'un procédé approprié, comme le procédé de coulée par injec-
tion ou analogue. Pendant sa fabrication, on peut prévoir sans peine un évidement correspondant pour le détecteur de température dans le corps de bobinage, par exemple dans l'un de ses bras. Au début de l'opération de bobinage, on introduit alors le détecteur de température dans cet évidement. Maintenant, on peut réaliser le bobinage, le détecteur de température étant maintenu de façon protégée contre des endommagements dans l'évidement. Grâce à un choix approprié de la structure géométrique de l'évidement, on peut en outre obtenir que le détecteur de température soit en contact de façon définie avec le bobinage fini enroulé, de sorte que l'on peut détecter précisément et
transmettre la température qui se produit dans la bobine.
il 2804255 Cependant, l'invention ne se limite pas à cet exemple concret. Ainsi, on peut également imaginer d'agencer le détecteur de température d'une autre manière dans le corps de bobinage. Ceci peut se faire par exemple en intégrant le détecteur de température lors de la coulée dans
le corps de bobinage ou similaire.
De préférence, on peut prévoir dans le bras un ou plusieurs canaux pour faire passer les contacts du détecteur de température. On enfile et on fait passer les contacts du détecteur de température dans ces canaux, qui peuvent être dirigés radialement vers l'extérieur par exemple dans les bras. De cette manière, on peut relier le détecteur de température de façon simple à des lignes correspondantes qui mènent à un dispositif de commande ou d'évaluation approprié. Bien entendu, il est également possible de mener les contacts du détecteur de température d'une autre manière hors du corps de bobinage. Ainsi, on peut par exemple imaginer d'intégrer les contacts conjointement avec le détecteur de température lors de la coulée dans le corps de bobinage
pendant sa fabrication.
De préférence, le bras de fixation comprend à son extrémité libre un élément de maintien pénétrant dans la zone de réception. On désigne par extrémité libre du bras de fixation celle des extrémités qui se trouve en vis-à-vis de l'extrémité par laquelle le bras de fixation est fixé sur le support de bobinage. Dans ce cas, le bras de fixation peut fonctionner à son tour selon le principe de la patte élastique. Pendant l'agencement du dispositif de mise en circuit à l'intérieur de la zone de réception, on peut recourber le bras de fixation par exemple vers l'extérieur, grâce à quoi un agencement particulièrement simple du dispositif de mise en circuit à l'intérieur de la zone de réception est possible. En raison des forces de rappel qui apparaissent pendant la courbure du bras de fixation, celui-ci a tendance de retourner dans sa position initiale. De cette manière, grâce à l'élément de maintien qui pénètre dans la zone de réception et qui peut être réalisé par exemple sous forme de bec ou analogue, on peut obtenir que le dispositif de mise en circuit soit retenu fermement dans la zone de réception, de manière à empêcher avec certitude un détachement accidentel du
dispositif de mise en circuit depuis la zone de réception.
Selon un autre développement, l'un au moins des bras et/ou le bras de fixation présente(nt) un ou plusieurs évidements ou conformations pour la fixation. Ces évidements ou ces conformations peuvent servir à recevoir des bandages correspondants via lesquels les bobinages individuels ou les têtes de bobinage sont fixé(e)s fermement sur la
culasse.
De préférence, le support de bobinage et/ou l'un au moins des bras peut
présenter au moins un évidement pour retenir une couche d'isolation.
La couche d'isolation qui peut être réalisée par exemple sous forme de papier isolant ou similaire a la tâche d'isoler le bobinage. Ce matériau d'isolation doit être retenu pendant l'opération de bobinage de manière à ne pas glisser d'une part et à ne pas mener à des coincements ou similaires pendant l'opération de bobinage d'autre part. À cet effet, des arêtes individuelles du support de bobinage et/ou du bras peuvent présenter des évidements correspondants. Ces évidements peuvent être réalisés par exemple sous forme d'un talon en forme de gradin, la hauteur du talon correspondant approximativement à l'épaisseur de la
couche d'isolation, par exemple d'un papier isolant dans la gorge.
Avantageusement, les bras et/ou le bras de fixation est(sont) orienté(s) perpendiculairement au support de bobinage. Il résulte une zone de bobinage et/ou zone de réception sensiblement en forme de U. Cependant, on peut également imaginer que les bras soient orientés
sous un autre angle par rapport au support de bobinage.
Selon un second aspect de la présente invention, on propose un convertisseur électro-magnéto-mécanique, comportant un rotor et un stator, le rotor ou le stator comprenant au moins un empilement de tôles avec une culasse et un certain nombre de dents de bobinage pour recevoir des bobinages. Conformément à l'invention, le convertisseur électro-magnétomécanique est caractérisé en ce que chacun des
bobinages est enroulé sur deux corps de bobinage tels que décrits ci-
dessus. Grâce à ceci, il est possible d'enrouler les bobinages tout d'abord séparément sur une bobineuse prévue expressément à cet effet, et de les relier ensuite à l'empilement de tôles. Cette liaison peut s'effectuer de manière optimale à l'égard des exigences mentionnées en introduction, de sorte que les bobinages sont reliés fermement à l'empilement de tôles. De plus, le dispositif de mise en circuit pour les bobinages individuels peut être agencé de manière à prendre
particulièrement peu de place dans le convertisseur électro-magnéto-
mécanique. Pour ce qui concerne les avantages, les modes d'action, les effets et le mode de fonctionnement du convertisseur conforme à l'invention, on se rapporte également au contenu complet des explications précédentes données par rapport aux corps de bobinage
conformes à l'invention.
Le convertisseur électro-magnéto-mécanique peut comprendre aussi
bien des empilements de tôles en une seule pièce qu'en deux pièces.
Des modes de réalisation avantageux du convertisseur électro-
magnéto-mécanique conforme à l'invention ressortent de la description
qui suit.
Avantageusement, les corps de bobinage sont agencés sur les faces frontales des dents de bobinage, ou susceptibles de l'être. Si l'empilement de tôles est réalisé en une seule pièce, on réalise tout d'abord séparément le bobinage et on l'enfiche ensuite sur les dents de bobinage. En cas d'une réalisation en deux pièces de l'empilement de tôles, on peut agencer les corps de bobinage tout d'abord sur les faces frontales des dents de bobinage. Ensuite, on enroule immédiatement le bobinage sur les dents de bobinage, de sorte qu'il résulte une tête de bobinage que l'on peut ensuite relier dans son ensemble de manière
simple à la culasse de l'empilement de tôles.
De préférence, on peut prévoir sur les faces frontales des dents de bobinage un dispositif de réception respectif pour le dispositif d'arrêt des corps de bobinage. En fonction de la configuration du dispositif d'arrêt, ce dispositif de réception peut être réalisé de différentes manières, de sorte que l'invention ne se limite pas à certains modes de réalisation. Lorsque l'on prévoit en tant que dispositif d'arrêt pour les corps de bobinage une patte d'arrêt comprenant un bec d'arrêt correspondant, le dispositif de réception prévu dans les dents de bobinage est réalisé de préférence sous forme d'évidement dans lequel le bec d'arrêt peut venir s'encliqueter. Grâce à ceci, on obtient une
liaison sûre et ferme entre le corps de bobinage et la dent de bobinage.
En particulier, on empêche par une telle liaison que le bobinage puisse glisser accidentellement radialement depuis la dent de bobinage.
De préférence, chaque bobinage est entouré par une couche d'isolation,
par exemple par un papier isolant disposé dans la gorge.
Le dispositif de mise en circuit peut comprendre avantageusement une
ou plusieurs bagues de commutation de préférence au nombre de trois.
Ces bagues de commutation sont des conducteurs de liaison isolés les uns des autres sur le plan électrique et réalisés sous forme de conducteurs annulaires. Les extrémités individuelles des bobinages sont reliées aux conducteurs de liaison, par exemple par brasage, grâce à quoi on empêche une mise en circuit individuelle complexe telle que
décrite en haut des bobinages individuels.
Selon un autre développement, chaque corps de bobinage peut être agencé sur les faces frontales des dents de bobinage de telle sorte que la zone de réception pour le dispositif de mise en circuit est réalisée, vue depuis le centre de la culasse, radialement au-dessous de la zone de bobinage pour le bobinage. De cette manière, on obtient que le dispositif de mise en circuit ne soit pas agencé en avant des bobinages, en direction axiale. Au contraire, le dispositif de mise en circuit, par exemple les bagues de commutation, est agencé coaxialement par rapport aux bobinages au-dessous ou à l'intérieur de ceux-ci. Grâce à ceci, on peut réduire davantage l'espace structurel nécessaire pour le
convertisseur électro-magnéto-mécanique.
Le convertisseur électro-magnéto-mécanique peut être par exemple un moteur synchrone, et ici en particulier un moteur synchrone à
0 excitation permanente.
L'invention sera expliquée plus en détail dans ce qui suit en se rapportant à des exemples de réalisation illustrés dans les dessins annexés. Les figures montrent: figure 1, une vue schématique d'un exemple pour un empilement de tôles comprenant des bobinages correspondants, tel que connu de l'état de la technique, figure 2, une vue latérale schématique d'un corps de bobinage connu de l'état de la technique, figure 3, une vue de dessus sur une bobine avec un corps de bobinage conforme à l'invention, figure 4, une vue latérale de la bobine illustrée dans la figure 3, figure 5, une vue schématique depuis le bas sur un corps de bobinage conforme à l'invention, et figure 6, une vue en coupe schématique du corps de bobinage suivant
la ligne de coupe VI-VI de la figure 5.
La figure 1 illustre tout d'abord une zone partielle d'un convertisseur électro-magnéto-mécanique 10 réalisé sous forme de moteur synchrone à excitation permanente. La zone partielle illustrée est une illustration partielle d'un stator 11. La zone partielle du stator 11 illustrée dans la figure 1 sert à comprendre comment les éléments individuels sont agencés les uns par rapport aux autres. Ce stator 1 1 représente une variante de solution telle que connue déjà de l'état de la technique. Le stator 11 comprend un empilement de tôles 20 formé par une culasse 21 et par un certain nombre de dents de bobinage 24. Dans le présent exemple de réalisation, on a illustré un empilement de tôles 20 en une seule pièce. Quelques-unes des dents de bobinage 24, en l'occurrence une dent de bobinage 24 sur deux, portent un bobinage électrique 13. Dans l'exemple selon la figure 1, on n'a pas encore utilisé de corps de bobinage, de sorte que l'on doit poser les bobinages 13 à la main
autour des dents de bobinage 24 dans des gorges correspondantes 22.
Les bobinages 13 sont associés à des lignes individuelles, les bobinages associés à une ligne commune étant mis en circuit. Dans le cas d'un moteur à courant triphasé, le stator 11 comprend trois lignes alimentées en courant avec un décalage de phase respectif de 120 . Les lignes individuelles sont formées au moyen des extrémités 16 des bobinages 13 réunies de manière correspondante. Les lignes individuelles sont menées à des bornes de branchement 15 correspondantes. Pour pouvoir mesurer la chaleur qui se produit dans le stator pendant le fonctionnement du groupe électrique 10, on prévoit
une série de détecteurs de température 14.
Pour éviter un glissement accidentel des bobinages 13 hors des gorges 22, on prévoit des poussoirs couvrant les gorges correspondantes 23 constitués en papier et enfichés depuis l'extérieur sur les bobinages après achèvement de l'opération de bobinage. Les poussoirs 23 forment une résistance mécanique destinée à empêcher que les bobinages 13 puissent se déplacer accidentellement en direction
radiale vers l'extérieur, vus depuis la culasse 21.
Le mode de réalisation en une seule pièce de l'empilement de tôles 20 illustré dans la figure 1 présente les inconvénients décrits ci-dessus par rapport à l'état de la technique. Pour porter remède à ces inconvénients, le bobinage 13 peut être enroulé sur des corps de bobinage 30
correspondants.
La figure 2 illustre tout d'abord un corps de bobinage 30 tel que connu déjà de l'état de la technique. Le corps de bobinage 30 illustré dans la figure 2 comprend une zone de bobinage 31 pour le bobinage 13 qui est formée par un support de bobinage 32 et par deux bras 34, 35 délimitant la zone de bobinage 31 en direction axiale L et reliés au support de bobinage 32. Le corps de bobinage 30 comprend en outre une zone de prolongement 33 qui s'étend au-delà du bras 35. Cette zone de prolongement 33 sert à recevoir les dispositifs de mise en io circuit respectifs. Dans l'exemple de réalisation selon la figure 1, ces dispositifs de mise en circuit représentent les extrémités câblées 16 des bobinages 13 que l'on a regroupées en lignes, isolées et ensuite pourvues de bandages. Pour obtenir une fixation des bandages, on prévoit des évidements 37 dans le support de bobinage 32 pour la fixation. Le corps de bobinage 30 est fixé sur une dent de bobinage non illustrée au moyen d'un bec de fixation rigide 90. Cependant, le corps de bobinage 30 connu illustré dans la figure 2 ne peut plus faire face aux exigences variables et croissantes posées à de tels corps de bobinage. Grâce à un corps de bobinage 30 conforme à l'invention tel qu'illustré dans les figures 3 à 6, on peut néanmoins satisfaire ces exigences. La figure 3 montre une vue de dessus sur une bobine complète 25. La bobine 25 est constituée par une dent de bobinage 24, par un bobinage 13 ainsi que par deux corps de bobinage 30 agencés chacun sur une
face frontale respective 26 de la dent de bobinage 24.
Comme on le voit en particulier dans la figure 4, la dent de bobinage 24 est fixée sur la culasse 21. Dans ce cas, pour une réalisation en une seule pièce de l'empilement de tôles 20, la dent de bobinage 24 peut être reliée en une seule pièce à la culasse 21. Pour une réalisation en deux pièces de l'empilement de tôles 20, les dents de bobinage 24 sont
fabriquées tout d'abord séparément et ensuite reliées à la culasse 21.
Pour réaliser le bobinage 13, ce qui peut se faire tout d'abord dans une bobineuse séparée, on serre les corps de bobinage 30 dans un dispositif de maintien correspondant (non illustré) dans le cas d'une réalisation en une seule pièce de l'empilement de tôles 20, tandis qu'on peut les serrer conjointement avec la dent de bobinage 24 dans un dispositif de maintien correspondant dans le cas d'une réalisation en deux pièces de l'empilement de tôles 20. Ensuite, on enroule le bobinage 13 mécaniquement. Dans ce cas, on agence le bobinage 13 dans la zone de bobinage 31 qui
est formée par le support de bobinage 32 et par les deux bras 34, 35.
Les bras 34, 35 délimitent la zone de bobinage 31 en direction axiale L et ils sont reliés au support de bobinage 32 de telle sorte qu'ils font saillie perpendiculairement depuis celui-ci. De cette manière, on réalise une zone de bobinage 31 approximativement en forme de U. Pour pouvoir déterminer la température dans la bobine 25, au moyen de laquelle on peut déterminer la température dans le stator et ensuite également la température dans le rotor, on prévoit un détecteur de
température 50 qui est agencé dans un évidement 52 dans le bras 35.
Grâce à ceci, le détecteur de température 50 est protégé pendant l'opération de bobinage. En même temps, après avoir fini le bobinage 13, on relie le détecteur de température de façon définie au bobinage 13 (au cuivre), de sorte qu'une mesure de température exacte est possible. Pour pouvoir traiter les valeurs mesurées par le détecteur de température 50 dans un dispositif de commande ou d'évaluation non illustré, le détecteur de température 50 comprend un ou plusieurs contacts 51 qui sont connectés avec le dispositif de commande ou d'évaluation via des câbles correspondants. Dans l'exemple de réalisation illustré, ces contacts 51 sont passés à travers des canaux correspondants ménagés dans le bras 35. On peut cependant également imaginer que le détecteur de température 50 et les contacts 51 sont intégrés lors de la coulée dans le bras 35 du corps de bobinage 30, car celui-ci est constitué de préférence en matière plastique et peut donc
être fabriqué par un procédé de coulée par injection ou analogue.
Pour pouvoir mettre en circuit de manière simple les extrémités 16 des bobinages individuels 13, on prévoit un dispositif de mise en circuit 70 qui est formé par trois bagues de commutation 71, 72, 73 dans le présent exemple. On relie les extrémités individuelles 16 des bobinages 13 aux bagues de commutation respectives nécessaires, par exemple par brasage. La bague de commutation correspondante est en
outre reliée à une borne de branchement 15 illustrée dans la figure 1.
Pour mener les extrémités 16 de façon définie en éloignement des bobinages 13, on prévoit des gorges appropriées 38 dans le bras 35 du corps de bobinage 30, comme on le voit dans la figure 6, dans
lesquelles on pose les extrémités 16 des bobinages.
Pour pouvoir maintenir les bagues de commutation 71, 72, 73 de manière à prendre peu de place et néanmoins de façon sûre, les bagues de commutation 71, 72, 73 devant être agencées à proximité des bobinages 13, on prévoit que le corps de bobinage 30 comporte une zone de réception correspondante 36 pour le dispositif de mise en circuit 70 ou pour les bagues de commutation 71, 72, 73. La zone de réception 36 est formée par le bras 35 ainsi que par une zone de prolongement 33 du support de bobinage 32, laquelle s'étend au-delà de ce bras 35. De plus, on prévoit un bras de fixation 60 qui est disposé à distance du bras 35 en direction axiale L et qui est relié au support de bobinage 32. Le bras de fixation 60 est orienté perpendiculairement au support de bobinage 32, grâce à quoi on réalise une zone de réception 36 sensiblement en forme de U. Pour pouvoir fixer les bagues de commutation 71, 72, 73 de manière à empêcher un glissement accidentel des bagues de commutation hors de la zone de réception 36, le bras de fixation 60 comprend un élément de maintien 62 à son extrémité libre 61 située à l'opposé de cette extrémité par laquelle il est relié au support de bobinage 32, ledit élément étant réalisé sous forme d'un bec qui pénètre dans la zone de réception 36. Ainsi, on peut introduire de façon simple les bagues de commutation 71, 72, 73 dans
la zone de réception 36.
À cet effet, on presse tout d'abord le bras de fixation 60 vers l'extérieur, ce pourquoi la zone de réception 36 est agrandie. En raison du principe de ressort et des forces de rappel qui apparaissent, le bras de fixation 36 a tendance à retourner dans sa position initiale. Après avoir introduit le dispositif de mise en circuit 70 dans la zone de réception et lorsque l'on relâche le bras de fixation 60, celui-ci retourne s dans sa position initiale, suite à quoi la zone de réception 36 est réduite de telle sorte que les bagues de commutation 71, 72, 73 sont étroitement délimitées par la zone de réception 36. De plus, l'élément de maintien 62 réalisé sous forme de bec dépasse au-delà de la bague de commutation extérieure 73, de sorte qu'il est possible de poursuivre
la fixation du dispositif de mise en circuit 70.
Pour pouvoir fixer l'ensemble de la bobine 25 ou ses composants individuels mutuellement et sur la culasse 21, on prévoit une série
d'évidements 37 qui sont ménagés dans l'un des bras 34 à la figure 3.
Le corps de bobinage 30 est fixé sur la dent de bobinage 24 via un dispositif d'arrêt 40. Ceci sera expliqué plus en détail en se rapportant aux figures 4 à 6. Comme le montrent en particulier les figures 5 et 6, le dispositif d'arrêt 40 comprend une patte d'arrêt 41 qui est agencée en basculement à l'intérieur d'un évidement 75. L'agencement de la patte
d'arrêt 41 sur le support de bobinage 32 est fait de telle sorte que celle-
ci est reliée par l'une de ses extrémités 41 directement au support de bobinage 32. A son autre extrémité libre 43 située en vis-à-vis de l'extrémité 4, la patte d'arrêt 41 comprend un bec d'arrêt 44. Le bec d'arrêt 44 s'étend au-delà de la surface extérieure 80 du support de
bobinage 32, comme ceci est visible en particulier dans la figure 6.
Pour pouvoir fixer le corps de bobinage 30 sur la dent de bobinage 24, on met en contact le dispositif d'arrêt 40 avec un dispositif de réception 47 qui correspond avec celui-ci et qui se trouve dans la dent de bobinage 24. Étant donné que le dispositif d'arrêt 40 du corps de bobinage 30 présente en l'occurrence un bec d'arrêt 44, le dispositif de réception 27 dans la dent de bobinage 24 est réalisé sous forme d'un évidement qui est prévu sur la face frontale 26 de la dent de bobinage 24. Lorsque l'on fixe maintenant le corps de bobinage 30 sur la dent de bobinage 24, la patte d'arrêt 41 est enfoncée par le bec d'arrêt 44 tout d'abord dans l'évidement 45 aussi loin que le bec d'arrêt 44 se trouve dans un seul plan avec la surface extérieure 80 du corps de bobinage 30. En raison des forces de rappel qui apparaissent dans la patte d'arrêt 41, celle-ci a tendance à retourner dans sa position initiale. Ceci est possible lorsque le bec d'arrêt 44 parvient dans la zone de l'évidement 27 dans la face frontale 26 de la dent de bobinage 24. Le bec d'arrêt 44 peut s'encliqueter maintenant dans l'évidement 27, dont résulte une liaison sûre et ferme entre le corps de bobinage 30 et la dent de bobinage 24. De cette manière, on empêche que le corps de bobinage ou le bobinage 13 puisse glisser depuis les dents de bobinage 24 en
direction radiale vers l'extérieur par rapport à la culasse 21.
Lors de la fabrication des bobinages 13, il est en outre nécessaire que ceux-ci soient entourés par une couche d'isolation appropriée, par exemple d'un papier isolant disposé dans la gorge. On doit poser ce papier déjà au début de l'opération de bobinage dans les corps de
bobinage 30 qui doivent le maintenir pendant l'opération de bobinage.
À cet effet, le support de bobinage 32 et/ou l'un au moins des bras 34 ou 35 peuvent présenter un évidement 39. Ces évidements tels qu'illustrés en particulier dans les figures 5 et 6 servent à maintenir la couche d'isolation. Dans le présent exemple de réalisation, les évidements sont ménagés sous forme de talons en gradins dans les
zones marginales (arêtes) du support de bobinage 32 et des bras 34, 35.
La hauteur des gradins est choisie telle qu'ils correspondent approximativement à l'épaisseur de la couche d'isolation. Grâce à la réalisation de l'évidement 39 en forme de gradins, on obtient d'une part que la couche d'isolation soit maintenue par les corps de bobinage 30 et qu'elle ne glisse pas pendant l'opération de bobinage. D'autre part, la couche d'isolation ne dépasse pas au-delà des bras 34, 35 ou du support de bobinage 32 pendant l'opération de bobinage, de sorte que
l'on empêche un coincement ou similaire.
Claims (21)
1. Corps de bobinage destiné à recevoir un bobinage pour un convertisseur électro-magnéto-mécanique, comportant une zone de bobinage (31) pour le bobinage (13), laquelle est formée par un support de bobinage (32) et par deux bras (34, 35) délimitant la zone de bobinage (31) en direction axiale (L) et reliés au support de bobinage (32), caractérisé en ce que le support de bobinage (32) comprend un dispositif d'arrêt (40) pour arrêter le corps de bobinage
(30) sur une dent de bobinage (24).
2. Corps de bobinage destiné à recevoir un bobinage pour un convertisseur électro-magnéto-mécanique, comportant une zone de bobinage (31) pour le bobinage (13), laquelle est formée par un support de bobinage (32) et par deux bras (34, 35) délimitant la zone de bobinage (31) en direction axiale (L) et reliés au support de bobinage (32), caractérisé en ce qu'il est prévu dans le corps de bobinage (30) un détecteur de température (50) pour mesurer la
température qui règne dans une bobine (25).
3. Corps de bobinage destiné à recevoir un bobinage pour un convertisseur électro-magnéto-mécanique, comportant une zone de bobinage (31) pour le bobinage (13), laquelle est formée par un support de bobinage (32) et par deux bras (34, 35) délimitant la zone de bobinage (31) en direction axiale (L) et reliés au support de bobinage (32), caractérisé en ce qu'il est prévu une zone de réception (36) pour un dispositif de mise en circuit (70) pour le bobinage (13), et en ce que la zone de réception (36) est formée par l'un des bras (35),
par une zone de prolongement (33) du support de bobinage (32) au-
delà de ce bras (35) et par un bras de fixation (60) prévu à distance par rapport au bras (35) en direction axiale (L) et relié au support de
bobinage (32).
4. Corps de bobinage selon l'une ou l'autre des revendications 2 et 3,
caractérisé en ce que le support de bobinage (32) comprend un dispositif d'arrêt (40) pour arrêter le corps de bobinage (30) sur une
dent de bobinage (24).
5. Corps de bobinage selon l'une quelconque des revendications 1, 3 et
4 prise en dépendance de la revendication 3, caractérisé en ce qu'un détecteur de température (50) est prévu dans le corps de bobinage (30)
pour mesurer la température qui règne dans une bobine (25).
6. Corps de bobinage selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et
4 prise en dépendance de la revendication 2 ou selon la revendication 5 prise en dépendance de la revendication 1, caractérisé en ce que le support de bobinage (32) comprend une zone de prolongement (33)
qui dépasse au-delà de l'un au moins des bras (34; 35).
7. Corps de bobinage selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et
4 prise en dépendance de la revendication 2 ou selon la revendication 5 prise en dépendance de la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu une zone de réception (36) pour un dispositif de mise en circuit (70) pour le bobinage (13), et en ce que la zone de réception (36) est formée par l'un des bras (35), par une zone de prolongement (33) du support de bobinage (32) au-delà de ce bras (35) et par un bras de fixation (60) prévu à distance par rapport au bras (35) en direction
axiale (L) et relié au support de bobinage (32).
8. Corps de bobinage selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 4,
caractérisé en ce que le dispositif d'arrêt (40) comprend une patte d'arrêt (41) qui est agencée en basculement dans un évidement (45)
prévu dans le support de bobinage (32).
9. Corps de bobinage selon la revendication 8, caractérisé en ce que la patte d'arrêt (41) est agencée par une extrémité (42) sur le support de bobinage (32), et en ce qu'à l'autre extrémité (43) est prévu un bec
d'arrêt (44).
10. Corps de bobinage selon l'une ou l'autre des revendications 2 et 5,
caractérisé en ce que le détecteur de température (50) est agencé dans l'un au moins des bras (34; 35), de préférence dans un évidement (52) prévu dans le bras (34; 35).
11. Corps de bobinage selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il est prévu dans le bras (34; 35) un ou plusieurs canaux (50) pour faire
passer les contacts (51) du détecteur de température (50).
12. Corps de bobinage selon l'une ou l'autre des revendications 3 et 7,
caractérisé en ce que le bras de fixation (60) comprend à son extrémité libre (61) un élément de maintien (62) pénétrant dans la zone de
réception (36).
13. Corps de bobinage selon l'une quelconque des revendications 1
à 12, caractérisé en ce que l'un au moins des bras (34; 35) et/ou le bras de fixation (60) présente(nt) un ou plusieurs évidements (37) ou
conformations pour la fixation.
14. Corps de bobinage selon l'une quelconque des revendications 1 à
13, caractérisé en ce que le support de bobinage (32) et/ou l'un au moins des bras (34; 35) présente(nt) au moins un évidement (39) pour
retenir une couche d'isolation.
15. Corps de bobinage selon l'une quelconque des revendications 1 à
14, caractérisé en ce que les bras (34, 35) et/ou le bras de fixation (60)
sont orientés perpendiculairement au support de bobinage (32).
16. Convertisseur électro-magnéto-mécanique, comportant un rotor et un stator (11), le rotor ou le stator (11) comprenant au moins un empilement de tôles (20) avec une culasse (21) et un certain nombre de dents de bobinage (24) pour recevoir des bobinages (13), caractérisé en ce que chacun des bobinages (13) est enroulé sur deux corps de
bobinage (30) selon l'une quelconque des revendications 1 à 15.
17. Convertisseur électro-magnéto-mécanique selon la revendication 16, caractérisé en ce que les corps de bobinage (30) sont agencés sur les faces frontales (26) des dents de bobinage (24), ou destinés à y être agencés.
18. Convertisseur électro-magnéto-mécanique selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il est prévu sur les faces frontales (26) des dents de bobinage (24) un dispositif de réception respectif (27) pour le
dispositif d'arrêt (40) des corps de bobinage (30).
19. Convertisseur électro-magnéto-mécanique selon l'une quelconque
des revendications 16 à 18, caractérisé en ce que chaque bobinage (13)
est entouré par une couche d'isolation.
20. Convertisseur électro-magnéto-mécanique selon l'une quelconque
des revendications 16 à 19, caractérisé en ce que le dispositif de mise
en circuit (70) comprend une ou plusieurs bagues de commutation
(71, 72, 73) de préférence au nombre de trois.
21. Convertisseur électro-magnéto-mécanique selon l'une quelconque
des revendications 17 à 20, caractérisé en ce que chaque corps de
bobinage (30) est agencé sur les faces frontales (26) des dents de bobinage (24), de telle sorte que la zone de réception (36) pour le dispositif de mise en circuit (70) est réalisée, vue depuis le centre de la culasse (21), radialement au-dessous de la zone de bobinage (31) pour
le bobinage (13).
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