FR2842364A1 - Machine electrique tournante equipee d'un enroulement statorique se composant d'elements de conducteurs a liaison sequentielle - Google Patents
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Abstract
Trois bobines partielles (200A, 200B, 200C) sont logées dans des encoches actives disposées successivement dans le sens circonférentiel et sont également logées dans le même ensemble de positions de logements de conducteurs. Chacune des bobines de couche (201, 202, 203, 204) est constituée en série en reliant ces bobines partielles (200A, 200B, 200C). Les bobines de couches respectives (201, 202, 203, 204) sont reliées les unes aux autres en parallèle pour former un enroulement de phase.
Description
0.
MACHINE ELECTRIQUE TOURNANTE EQUIPEE D'UN
ENROULEMENT STATORIQUE SE COMPOSANT D'ELEMENTS DE
CONDUCTEURS A LIAISON SEQUENTIELLE
ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION
La présente invention se rapporte à une machine tournante équipée d'un enroulement statorique comportant des éléments de conducteurs à liaison séquentielle (auquel on se réfère sous le terme de " enroulement statorique
segmenté à liaison série " dans la description ci-dessous)
qui est applicable, de préférence, aux véhicules automobiles. Conformément au système d'arrêt au ralenti employé récemment pour les moteurs automobiles, on demande fréquemment aux moteurs de s'arrêter et de redémarrer. Il est besoin d'une grande intensité pour redémarrer le moteur. En conséquence, pour le système d'arrêt au ralenti, il est extrêmement important d'employer un excellent moteur de démarrage susceptible de fournir, sans faille, une
grande intensité.
A cet égard un enroulement statorique segmenté à liaison série est simple quant à la disposition de son câblage en extrémité de bobine, important en ce qui concerne son coefficient d'encombrement des encoches et compact quant à la taille et léger en poids. Par conséquent, l'enroulement statorique segmenté à liaison série possède d'excellentes propriétés de rayonnement thermique et on l'emploie, de préférence, dans les moteurs à courant alternatif fournissant de grandes intensités afin
de redémarrer fréquemment le moteur.
L'augmentation de la section d'un élément de conducteur de l'enroulement statorique est efficace en augmentant l'intensité passant dans une machine électrique tournante. Toutefois, la difficulté à plier l'élément conducteur limite l'augmentation de la section de l'élément conducteur. En attendant, pour augmenter la puissance de sortie d'une machine électrique tournante d'automobile et aussi pour réduire la perte de câblage dans cette machine, il sera nécessaire non seulement d'augmenter l'intensité mais également la tension. En d'autres termes, le nombre de
tours de l'enroulement devra inévitablement augmenter.
Etant donné les problèmes des arts précédents exposés ci-dessus, l'objet de la présente invention est de fournir un enroulement statorique utilisé de préférence sur un moteur de démarreur ou une machine électrique tournante comparable que l'on peut faire fonctionner avec des sources
d'alimentation à forte intensité ou haute tension.
Dans ce but, la présente invention prévoit un enroulement statorique comprenant des éléments de conducteurs à liaison séquentielle pour machine électrique tournante susceptible de simplifier le schéma des liaisons
des éléments de conducteurs.
Par ailleurs, la présente invention prévoit un enroulement statorique ayant un agencement de circuit en parallèle susceptible de supprimer les variations de force
électromotrice se produisant entre circuits parallèles.
Pour accomplir ce qui vient d'être exposé et autres objets s'y rapportant, la présente invention prévoit une machine électrique tournante équipée d'un enroulement statorique avec éléments de conducteurs à liaison séquentielle, avec rotor ayant un nombre P de paires de pôles magnétiques, un noyau statorique avec une pluralité d'encoches, chacune ayant une pluralité de positions de placement de conducteurs séquentiellement alignés dans le sens radial et des enroulements à M phases, o M représente un nombre impair non inférieur à 3, chaque enroulement de phase étant constitué en raccordant de manière séquentielle une pluralité d'éléments de conducteurs ayant une forme en U. L'élément conducteur comprend une paire de parties de conducteurs en encoche placés dans deux encoches différentes mutuellement espacées par un pas d'encoche prédéterminé, une partie de tête en U s'allongeant en continu des parties de conducteurs en encoche et dépassant de l'autre extrémité du noyau statorique de manière à constituer une extrémité de bobine côté tête et une paire de parties de conducteurs à l'opposé s'étendant en continu des parties de conducteurs en encoche et dépassant de l'autre extrémité du stator de manière à constituer une extrémité de bobine côté arrière. Les parties de conducteurs arrière en paires ont des extrémités distales reliées aux extrémités distales des parties de conducteurs arrière d'un autre élément de conducteur. Conformément à la machine électrique tournante de la présente invention, un nombre K d'encoches actives disposées successivement suivant dans le sens circonférentiel constitue en coopération un groupe d'encoches actives, chaque encoche active recevant les parties de conducteurs en encoche constituant le même enroulement de phase o K représente un nombre simple non inférieur à 2. L'encoche comprend un nombre S d'ensembles de positions de logements de conducteurs, chaque ensemble de positions de logements de conducteurs, comprenant des positions de logements de conducteurs de la 1ire à la 4ème couche numérotées dans le sens radial depuis l'intérieur et alignées séquentiellement dans le sens radial. L'enroulement de phase comprend un nombre C (=S/T) d'enroulements parallèles reliés les uns aux autres en parallèle, chaque bobine parallèle comprenant un nombre T (T est un nombre simple, y compris 1) de bobines en couche reliées en série et choisies dans le nombre S de bobines en couche placées dans les ensembles respectifs de positions de logements de conducteurs. Le nombre S de bobines de couche logées dans les ensembles respectifs de positions de logements de conducteurs et sont constituées en reliant en série un nombre K de bobines partielles logées dans les encoches actives disposées successivement dans le sens circonférentiel et logées dans
le même ensemble de positions de logements de conducteurs.
Conformément à la machine électrique tournante de la présente invention, des bobines partielles en nombre K sont
reliées en série pour constituer chaque bobine de couche.
Des bobines partielles en nombre K sont logées dans le même ensemble de positions de logements de conducteurs et logées dans une pluralité d'encoches actives disposées successivement dans le sens circonférentiel. Ainsi, les bobines de couche sont prévues séparément pour les ensembles respectifs de positions de logements de conducteurs. En outre, un total de S bobines de couche étant ainsi formé est divisé en un nombre C (=S/T) de groupes de bobines de couche. Les bobines de couche en nombre T compris dans chaque groupe de bobines de couche sont reliées en série tout en laissant ce groupe de bobines de couche servir de bobines en parallèle. En outre, des bobines en parallèle en nombre C sont reliées en parallèle les unes aux autres pour constituer un enroulement de phase. Conformément à cette disposition, les groupes respectifs de bobines de couche (c'est à dire les bobines parallèles) sont soumis au même flux magnétique. En conséquence, il devient possible de supprimer les variations de force électromotrice se produisant entre
circuits parallèles.
La liaison en série ou la liaison en parallèle d'une pluralité de bobines de couche constituant le même groupe de bobines de couche (c'est à dire de bobines parallèles) de même que la liaison en parallèle des bobines parallèles peut être facilement réalisée en reliant les lignes pilotes des bobines de couche. La connexion entre les bobines de couche peut être réalisée aisément en utilisant un élément de conducteur à liaison radiale ayant une paire de parties de conducteurs en encoche placés séparément dans une position de logement de conducteur de deux ensembles de positions de logements de conducteurs disposés côte à côte dans le sens radial. Lorsqu'un élément de conducteur à liaison radiale sert de ligne pilote d'une bobine parallèle, il est préférable d'éliminer partiellement le film isolant recouvrant la partie de tête de l'élément de conducteur à liaison radiale pour le raccordement à la borne. En outre, la bobine de couche est constituée en reliant en série toutes les bobines partielles logées séparément dans les encoches actives en nombre K disposées successivement dans le sens circonférentiel. La liaison série entre les bobines partielles peut être facilement réalisée en reliant les lignes pilotes des bobines partielles. En outre, la connexion des bobines partielles peut se faire aisément en utilisant un élément de conducteur à liaison circonférentielle ayant une paire de parties de conducteurs en encoche logés séparément dans une position de logement de conducteur de deux encoches actives
disposées côte à côte dans le sens radial.
En outre, conformément à la présente invention, la différence de potentiel électrique maximum entre les parties de conducteurs en encoche d'une même encoche s'affaiblit. Ceci améliore la fiabilité de l'isolation G
entre les parties de conducteurs en encoches.
Par suite, la présente invention prévoit une machine électrique tournante avec enroulement statorique segmenté à liaison série qu'il est préférable d'employer dans le cadre d'équipements ou d'installations à forte intensité ou haute tension. Le fait d'utiliser l'élément de conducteur à liaison circonférentielle et l'élément de conducteur à liaison radiale rend possible la simplification de la connexion entre les bobines partielles et la connexion entre les bobines de couche. Toute la distance de câblage est raccourcie. La perte de résistance et l'émission thermique peuvent être supprimées. La longueur axiale de l'extrémité de bobine peut être raccourcie. La machine
électrique tournante peut être diminuée en taille.
En bref, l'enroulement statorique segmenté à liaison série de la présente invention présente une structure simple avec une pluralité de bobines partielles disposées régulièrement vu en coupe prise dans le sens radial du
noyau statorique.
Ces bobines partielles sont successivement reliées dans le sens circonférentiel et dans le sens radial pour constituer un enroulement de phase avec des bobines partielles étant formées par des circuits à liaison série/parallèle. Ainsi, il devient possible d'employer un enroulement statorique segmenté à liaison série pour les équipements ou les installations à forte intensité et/ou à haute tension. L'agencement des fils de connexion entre les bobines partielles est simple. On peut facilement supprimer
les interférences mutuelles entre les fils de raccordement.
Par suite, l'espace pour les fils de liaison peut être réduit. La taille et le poids de la machine électrique tournante peuvent être réduits. En outre, la perte de résistance et l'émission thermique des fils de connexion
peuvent être supprimées.
En conséquence, la machine électrique tournante du type à enroulement statorique segmenté et à liaison en série, conformément à la présente invention, est employée de préférence sur un véhicule ayant une batterie haute tension qui est, par exemple, de 42 volts avec un niveau de tension supérieur en sortie comparé à celui d'une batterie conventionnelle (par exemple de 14 Volts). En outre, l'enroulement statorique segmenté à liaison en série de la présente invention peut être facilement modifié pour être utilisé dans une machine électrique tournante conventionnelle d'automobile de 14 V en changeant les trois bobines partielles constituant la bobine parallèle (c'est à dire la bobine de couche) de l'enroulement de phase en
passant d'une connexion série à une connexion parallèle.
Conformément au mode de réalisation préféré de la présente invention, la bobine partielle comprend des première et seconde bobines de circulation et un élément de conducteur modifié d'enroulement ondulé. Les première et seconde bobines de circulation sont constituées en reliant alternativement un élément de conducteur d'enroulement ondulé inséré dans les positions de logements de conducteurs des lère et 4ème couches et un élément de conducteur d'enroulement imbriqué inséré dans les positions
de logements de conducteurs des 2ème et 3ème couches.
L'élément de conducteur modifié d'enroulement ondulé est connecté à la première et à la seconde bobine de circulation et constitue une partie arrière de conducteur en encoche de la première bobine de circulation et une partie avant de conducteur en encoche de la seconde bobine de circulation. La bobine de couche est constituée par un nombre K de bobines partielles logées respectivement dans un nombre K d'encoches actives disposées les unes après les autres dans le sens circonférentiel et reliées en série par des éléments de conducteurs à liaison circonférentielle. Et l'élément de conducteurs à liaison circonférentielle constitue une partie avant de conducteurs en encoche de l'une des bobines partielles connectées en série et une partie arrière de conducteurs en encoche des autres bobines
partielles connectées en série.
Avec cette disposition, il devient possible de connecter simplement quatre parties de conducteurs en encoche successivement disposés dans le sens radial et dans la même encoche. Il devient possible de disposer de nombreuses encoches actives qui sont un nombre d'encoches prédéterminé disposées dans le sens circonférentiel pour loger le même enroulement de phase. La structure d'extrémité de bobine peut être simplifiée tandis que le
nombre de tours des bobines partielles peut être augmenté.
Conformément au mode de réalisation préféré de la présente invention, S est égal à C. Ceci est avantageux en ce que les bobines parallèles peuvent être formées par le même nombre que celui des bobines de couches alignées dans
le sens radial.
Conformément au mode de réalisation préféré de la présente invention, la bobine statorique comprend en outre un élément de conducteur à liaison radiale ayant une paire de parties conducteurs en encoche logés séparément dans deux ensembles voisins de groupes de positions de logements de conducteurs dans l'encoche active ayant le même ordre dans le sens circonférentiel. L'élément de conducteur à liaison radiale est connecté à une ligne de guidage de la bobine parallèle. La paire de parties conducteurs en encoche de l'élément de conducteur à liaison radiale constitue une partie de conducteur en encoche avant ou arrière de deux bobines en couche disposées côte à côte
dans le sens radial.
Avec cette disposition, la liaison parallèle des bobines parallèles respectives peut être réalisée en utilisant de courtes lignes de guidage. En ce cas, la ligne de guidage est un câblage connecté à un point extérieur ou neutre selon câblage à liaison étoile ou un câblage pour
liaison interphase selon principe de connexion en triangle.
Les buts ci-dessus et autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention deviendront plus
apparents à partir de la description détaillée suivante que
l'on doit lire conjointement avec les dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une coupe verticale montrant une machine électrique automobile tournante équipée d'une bobine statorique segmenté à liaison série qui est le mode
de réalisation préféré de la présente invention.
La figure 2 est une vue en perspective montrant un ensemble élément de conducteur conformément au mode de réalisation préféré de la présente invention; La figure 3 est une vue en coupe montrant partiellement des éléments de conducteurs logés dans une encoche d'un noyau statorique conformément au mode de réalisation préféré de la présente invention; La figure 4 est une vue schématique montrant l'ensemble de la configuration des éléments de conducteurs dans les encoches respectives d'un noyau statorique conformément au mode de réalisation préféré de la présente invention; La figure 5 est un plan du circuit montrant un enroulement de phase conformément au mode de réalisation préféré de la présente invention; La figure 6 est un plan de circuit montrant une bobine partielle conformément au mode de réalisation préféré de la présente invention La figure 7 est une vue développée montrant un enroulement partiel d'une bobine de couche conformément au mode de réalisation préféré de la présente invention; La figure 8 est une vue montrant une extrémité de bobine côté tête d'une bobine de couche conformément au mode de réalisation préféré de la présente invention; La figure 9 est une vue montrant l'extrémité de bobine côté arrière d'une bobine de couche conformément au mode de réalisation préféré de la présente invention; La figure 10 est un développé montrant l'enroulement partiel de deux bobines de couches reliées en série conformément au mode de réalisation préféré de la présente invention. La figure 11 est un développé montrant l'enroulement partiel de deux bobines de couches reliées en série conformément au mode de réalisation préféré de la présente invention.
DESCRIPTION DU MODE DE REALISATION PREFERE
Ci-après une machine électrique tournante équipée d'une bobine statorique comprenant des éléments de conducteurs à liaisons séquentielles (ci-après désignée sous le terme de bobine statorique segmenté à liaison série) conformément à la présente invention sera expliquée
en faisant référence aux plans en annexe.
Disposition générale Comme présenté sur la figure 1, la machine électrique tournante 1 est un alternateur automobile comprenant un rotor 2, un stator 3, une carcasse 4, un redresseur 5, une borne de sortie 6, un arbre tournant 7, un balai 8, et une bague collectrice 9. Le stator 3 se compose d'une bobine statorique 31 et d'un noyau statorique 32. Le noyau 1l statorique est fixé sur la paroi cylindrique de la carcasse 4. La bobine statorique 31 est enroulée dans les encoches du noyau statorique 32. Le rotor 2 est un rotor de type à pâles Lundel fixé à l'arbre tournant 7. L'arbre tournant 7 est maintenu en rotation à l'intérieur de la carcasse 4. Le rotor 2 est disposé dans le sens radial à l'intérieur du noyau statorique 32. La bobine statorique 31 est un enroulement d'induit triphasé. Un ensemble d'éléments de conducteurs 33 montré sur la figure 2 est inséré dans les encoches 350 du noyau statorique 32 à partir d'une extrémité axiale du noyau statorique 32. Comme présenté sur la figure 3 un papier isolant 340 est prévu dans chaque encoche 350 pour isoler électriquement l'ensemble d'éléments conducteurs 33 du noyau statorique 32. Les extrémités arrière de chaque ensemble d'éléments de conducteurs 33 sont connectées de manière séquentielle aux extrémités arrière des ensembles d'éléments de conducteurs 33 voisins à l'autre extrémité axiale du noyau statorique 32. La bobine statorique 31 constitue une extrémité de bobine côté tête 311 à l'extrémité axiale placée au-dessus du noyau statorique 32 et une extrémité de bobine arrière 312 à l'autre extrémité axiale du noyau statorique 32. On se réfère à cette bobine sous le terme de bobine statorique
segmentée à liaison série.
Explication de l'ensemble d'éléments de conducteurs 33 Chaque ensemble d'éléments de conducteurs 33 inséré dans les encoches du noyau statorique 32 d'un côté, s'allonge dans l'encoche et ressort de l'autre côté en dépassant du noyau statorique 32. La partie qui dépasse de l'ensemble d'éléments de conducteurs 33 ayant une longueur prédéterminée, est rabattue dans le sens circonférentiel d'une valeur équivalent à un angle électrique de n/2. Les parties qui dépassent des ensembles d'éléments de conducteurs 33 sont soudées à leurs extrémités distales (c'est à dire à leurs parties de liaison) conformément aux combinaisons déterminées au préalable. Chaque ensemble d'éléments de conducteurs 33 a un corps plat allongé configuré dans l'ensemble en U qui est gainé par un film en résine sauf aux extrémités distales des parties qui dépassent, c'est à dire à l'exception des parties en bout qui doivent être soudées. Cette sorte de bobine statorique, telle que caractérisée par ses éléments de conducteurs à
liaisons séquentielles, est déjà connue.
L'agencement détaillé de l'ensemble d'éléments de
conducteurs 33 est expliquée ci-après.
Chaque ensemble d'éléments de conducteurs 33 se compose d'un grand élément de conducteur 331 et d'un petit élément de conducteur 332, chacun d'eux comprenant une partie conducteur de tête en U ou une partie conducteur de tête en V, une paire de parties de conducteurs en encoche et une paire de parties de conducteurs arrière en dépassement. Les parties de conducteurs en encoche s'étendent droit depuis les extrémités bifurquées de la partie de conducteur de tête et sont logées dans les encoches. A l'opposé, les parties de conducteurs arrière en dépassement ressortent des parties de conducteurs
correspondantes en encoche.
En d'autres termes, la bobine statorique 31 se compose d'une première partie d'extrémité de bobine (c'est à dire extrémité de bobine côté tête) 311, d'une seconde partie d'extrémité de bobine (c'est à dire extrémité de bobine côté arrière) 312, et de la partie de conducteur logée en encoche. La première partie d'extrémité de bobine 311, comme un tout d'aspect annulaire, est disposée d'un côté de l'axe du noyau statorique 32. La seconde partie d'extrémité de bobine 312, comme un tout d'aspect annulaire, est
disposée de l'autre côté de l'axe du noyau statorique 32.
La partie de conducteur en encoche est logée dans l'encoche
du noyau statorique 32.
A savoir, sur la figure 1, l'extrémité de bobine côté tête 311 est constituée par les parties de conducteurs de tête des ensembles respectifs des éléments des conducteurs 33, tandis qu'à l'opposé l'extrémité de la bobine côté arrière 312 est constituée par les parties arrière des conducteurs qui dépassent des ensembles éléments respectifs
de conducteurs 33.
L'ensemble des éléments de conducteurs 33 comprend un grand élément de conducteur 331 (auquel on peut se référer comme grand élément de conducteur tournant) et un petit élément de conducteur 332 (auquel on peut se référer comme petit élément de conducteur tournant). Le grand élément de conducteur 331 enveloppe le petit élément de conducteur 332. On se réfère au grand élément de conducteur 331 et au petit élément de conducteur 332 sous le terme collectif
d'ensemble d'éléments.
Le grand élément conducteur 331 se compose d'une partie de conducteurs de tête 331c, d'une paire de parties conducteurs en encoche 331a et 331b, et d'une paire de parties de conducteurs arrière 331f et 331g. Les parties conducteurs arrière 331f et 331g ont des extrémités distales 331d et 331e qui sont des parties à souder. A cet égard, ont peut se référer aux extrémités distales 331d et 331e sous le terme de parties d'extrémité ou parties de liaison. La partie de conducteur en encoche 331a est positionnée dans la couche la plus interne et, en conséquence, on peut s'y référer comme à la partie de conducteur en encoche de la première couche. La partie conducteur en encoche 331b est positionnée dans la couche la plus externe et, en conséquence, on peut s'y référer comme à la partie conducteur en encoche de la quatrième couche. Le petit élément conducteur 332 se compose d'une partie de conducteur de tête 332c, d'une paire de parties de conducteurs en encoche 332a et 332b et d'une paire de parties conducteurs arrière 332f et 332g. Les parties de conducteurs arrière 332f et 332g ont des extrémités distales 332d et 332c qui sont des parties à souder. A cet égard, on peut se référer aux extrémités distales 332d et 332c comme à des parties d'extrémité ou des parties de liaison. La partie conducteur en encoche 332a est positionnée dans la couche interne moyenne et, en conséquence, on peut s'y référer comme à la partie de conducteur en encoche de la seconde couche. La partie de conducteur en encoche 332b est positionnée dans la couche moyenne externe et en conséquence on peut s'y référer comme
à la partie conducteur en encoche de la troisième couche.
En ce qui concerne le symbole lié au numéro sur le plan, il signifie qu'une partie accompagnée du symbole est identique à la partie annotée du même numéro de référence. En conséquence, dans la figure 2, les parties de liaison 331d et 332d' qui sont alignées l'une à côté de l'autre dans le sens radial, sont soudées ensemble. De la même manière, les parties de liaison 332d et 331d' qui sont alignées l'une à côté de l'autre dans le sens radial, sont soudées ensemble. Les parties de liaison 332e et 331e' qui sont alignées l'une à côté de l'autre dans le sens radial,
sont soudées ensemble.
Conformément à la figure 2, la partie conducteur en encoche 331a de la première couche et la partie conducteur en encoche 332a de la seconde couche sont logées dans une encoche prédéterminée du noyau statorique 32. En ce cas, l'autre partie de conducteur en encoche 331b de l'élément de conducteur 331 positionnés dans la quatrième couche est logée dans une encoche différente qui est angulairement décalée de celle de la partie de conducteur en encoche 331a d'un niveau équivalent au nombre prédéterminé de pas de pôle (par exemple un pas de pôle magnétique (angle électrique de n). L'autre partie de conducteur en encoche 332b de l'élément de conducteur 332 positionné dans la troisième couche est logée dans la même encoche que celle de la partie de conducteur en encoche 331b de l'élément de conducteur 331. La partie de conducteur de tête 331c du grand élément de conducteur 331 entoure la partie de conducteur de tête 332c du petit élément de conducteur 332 dans l'état o les éléments de conducteur 331 et 332 sont
logés dans les encoches du noyau statorique 32.
Le grand élément de conducteur 331 sert d'élément de conducteur d'enroulement ondulé tandis que le petit élément de conducteur 332 sert d'élément de conducteur
d'enroulement imbriqué.
Installation d'un ensemble d'éléments dans une encoche La figure 3 montre l'installation de parties de conducteurs en encoche des ensembles d'éléments logés dans
les encoches 350 du noyau statorique 32.
Chaque encoche 350 a un total de 4xS (par exemple S = 4) positions de logements de conducteurs alignées dans le sens radial. On se réfère aux quatre positions consécutives de logements de conducteurs dans le sens radial sous le
terme d'ensemble de positions de logements de conducteurs.
Un ensemble de positions de logements de conducteurs se compose de positions de logements de conducteurs de 1ère couche, de 2ème couche, de 3ème et de 4ème couche que l'on
numérote dans le sens radial à partir de l'intérieur.
Quatre parties de conducteurs en encoche 331a, 332a, 332b et 331b de l'ensemble d'éléments de conducteurs 33 représenté sur la figure 2 sont insérées dans les positions
de logements de conducteurs des 1ère couche à la 4ème couche.
En conséquence, chaque encoche 350 loge un nombre S d'ensembles d'éléments de conducteurs disposés dans le sens radial. Deux parties de conducteurs en encoche dans la première et quatrième couches de la même encoche appartiennent à de grands éléments de conducteurs 331 mutuellement différents (c'est à dire des éléments conducteurs à enroulement ondulé). Deux parties de conducteurs en encoche logés dans les seconde et troisième couches de la même encoche appartiennent au même petit élément de conducteur (c'est à dire des éléments de
conducteurs d'enroulement imbriqué) 332. Les parties de conducteurs en encoche 331a, 332a, 332b' et 331b' sont
alignées dans le sens radial et logées de manière séquentielle dans les positions de logements de conducteurs de la lère couche à la 4ème couche de chaque ensemble de positions de logements de conducteurs. Plus précisément, la partie de conducteur en encoche 331a de la première couche est disposée dans le sens radial du côté le plus interne de manière à être logée en position de logement de conducteur de la 1ère couche. La partie de conducteurs en encoche 332a de la deuxième couche est logée en position de logement de conducteurs de la 2ème couche. La partie de conducteurs en encoche 332b' de la troisième couche est logée en position de logement de conducteur de 3ème couche. La partie de conducteur en encoche 331b' de la quatrième couche est logée en position de logement de conducteur de 4ème couche. Sur la figure 3, les parties de conducteurs en encoche 332a et 332b' appartiennent à de
petits éléments de conducteurs 332 mutuellement différents.
Les parties de conducteur en encoche 331a et 331b' appartiennent à de grands éléments de conducteurs 331
mutuellement différents.
Outre l'ensemble d'éléments de conducteurs placés à l'extrémité interne 33 représenté sur la figure 3, chaque encoche 350 reçoit trois ensembles d'éléments de conducteurs supplémentaires 33 disposés de manière séquentielle dans le sens radial comme indiqué sur la figure 4. Une tension active de la même phase est appliquée aux trois encoches consécutives 351, 352 et 353 disposées successivement dans le sens circonférentiel du noyau statorique 32 (voir figure 4). Ce mode de réalisation est basé sur des enroulements triphasés à connexion en étoile (c'est à dire phase U, V et W). En conséquence, lorsque P représente un nombre pair de pôles magnétiques, le noyau statorique 32 de ce mode de réalisation a un total de 18P encoches. On se réfère aux encoches consécutives 351, 352 et 353 logeant les enroulements actifs et s'alignant successivement dans le sens circonférentiel comme à une encoche active et on s'y réfère également collectivement sous le terme de groupe d'encoches actives. On se réfère à l'encoche active 351 comme à la première encoche active. On se réfère à l'encoche active 352 comme à la seconde encoche active. On se réfère à l'encoche active 353 comme à la troisième encoche active. Chacune des encoches actives, de la première 351 à la troisième 353 a quatre ensembles de positions de logements de conducteurs 101, 102, 103 et 104, chacune d'elles comprenant des positions de logements de
conducteurs de la lère à la 4ème couche.
Explication de la configuration de la bobine statorique triphasée La figure 5 représente le modèle de connexion de l'enroulement de la phase U constituant une partie d'une bobine statorique segmentée à liaison étoile et série 31 conformément au mode de réalisation de la présente invention. Il n'est pas besoin de dire que les enroulements des phase V et W ont la même configuration bien qu'ils
soient décalés dans le sens circonférentiel.
L'enroulement de la phase U comprend une bobine de 1ère couche 201, une bobine de 2ème couche 202, une bobine de 3ème couche 203 et une bobine de 4ème couche 204 qui sont connectées les unes aux autres en parallèle via les éléments de conducteurs à liaison radiale 500. Chacune des bobines 201, 202, 203 et 204 de la 1ère à la 4ème couche se compose de trois bobines partielles 200A, 200B et 200C logées dans le même ensemble de positions de logements de conducteurs qui sont reliées en série via des éléments de conducteurs à liaison circonférentielle 400. La bobine de 1ère couche 201 est logée dans le premier ensemble de positions de logements de conducteurs 101. La bobine de 2ème couche 202 est logée dans le second ensemble de positions de logements de conducteurs 102. La bobine de 3ème couche 203 est logée dans le troisième ensemble de positions de logements de conducteurs 103. La bobine de 4ème couche 204 est logée dans le quatrième ensemble de positions de logements de conducteurs 104. Dans chacune des bobines de la lère à la 4ème couche 201, 202, 203 et 204, les bobines partielles 200A, 200B, et 200C sont logées dans les premières, seconde et troisième encoches actives 351, 352 et 353, respectivement. On peut se référer respectivement aux bobines partielles 200A, 200B et 200C comme à une bobine partielle 200 et elles sont logées dans le même ensemble de positions de logements de conducteurs. Chacune des bobines partielles 200 est logée dans une encoche active ayant le même ordre dans le sens circonférentiel dans le même groupe d'encoches actives. Pour simplifier les plans, chacune des figures 1 à 3 ne montre qu'une bobine de couche logée dans un seul ensemble de positions de
logements de conducteurs.
Chaque bobine partielle 200, comme représenté sur la figure 6, comprend une première bobine de circulation 211 et une seconde bobine de circulation 212 connectées via un élément de conducteur modifié à enroulement ondulé 213. La première bobine de circulation 211 et la seconde bobine de circulation 212 sont constituées en connectant alternativement l'élément de conducteur à enroulement ondulé et l'élément de conducteur à enroulement imbriqué pour former un cycle complet ou une boucle complète comme représenté sur la figure 7. En ce cas, l'élément de conducteurs à enroulement ondulé est constitué par des éléments de conducteurs ayant une paire de parties de conducteurs dépassant à l'arrière inclinés et à distance les uns des autres et ayant les parties de conducteurs en encoches logés dans les positions de logements de conducteurs des 1ère et 4ème couches. L'élément de conducteurs à enroulement imbriqué est constitué par les éléments de conducteurs ayant une paire de parties de conducteurs dépassant à l'arrière inclinés et proches les uns des autres et ayant les parties de conducteurs en encoches logés dans les positions de logements de
conducteurs des 2ème et 3ème couches.
Maintenant on prend pour hypothèse, pour une raison pratique, qu'une partie de conducteur en encoche avant de la première bobine de circulation 211 de la bobine partielle 200 est constituée par la partie de conducteurs en encoche de l'élément de conducteurs à liaison circonférentielle 400 et il est également supposé qu'une partie de conducteurs arrière en encoche de la seconde bobine de circulation 212 de la bobine partielle 200 est constituée par la partie de conducteur en encoche de
l'élément conducteur à liaison circonférentielle 400.
La figure 7 est le développé de l'enroulement partiel de la bobine de 1ire couche201. La figure 7 montre une pluralité d'encoches identifiées par les numéros d'encoches 1, 2, 10, 11, 9n+l et 9n+2. Les numéros d'encoches 2, 11 et 9n+2 représentent la première encoche active 351. Les numéros d'encoches 1, 10 et 9n+l représentent la seconde encoche active 352. D à des impératifs de restrictions de plan, les numéros d'encoches 9, 0 et 9n correspondant à la troisième encoche active 353 sont omis. En outre, chacune des premières encoches actives 2, 11 et 9n+2 montre un total de quatre parties de conducteurs en encoches logés respectivement dans quatre positions de logements de conducteurs. Toutefois, les deuxièmes encoches actives 1, et 9n+l ne montrent pas complètement l'ensemble des
quatre parties de conducteurs en encoche.
En conséquence, la figure 7 montre la bobine partielle (à laquelle on peut se référer comme étant la première bobine partielle) 200A logée dans la première encoche active 351 et une partie de la bobine partielle (à laquelle on peut se référer comme étant la seconde bobine partielle) B logée dans la seconde encoche active 352. En d'autres termes, la figure 7 ne montre pas la bobine partielle (à laquelle on peut se référer comme étant la troisème bobine
partielle) 200C logée dans la troisième encoche active 353.
Quatre parties de conducteurs en encoche logés dans la même encoche et successivement disposés dans le sens radial sont décrites comme s'alignant dans le sens droite-gauche dans la figure 7. Dans la même encoche représentée sur la figure 7, la partie de conducteurs en encoche la plus à gauche est la partie de conducteurs en encoche de la première couche et la partie de conducteurs en encoche la plus à droite est
la partie de conducteurs en encoche de la quatrième couche.
Dans la figure 7, l'élément de conducteur à liaison radiale 500, servant comme une extrémité de la bobine de 1ère couche 201, est connecté à la première bobine de circulation 211 de la première bobine partielle 200A entourant la première encoche active. La référence 2111 représente un élément de conducteur à enroulement imbriqué de la première bobine de circulation 211 de la première bobine partielle 200A. La première bobine de circulation 211 est constituée en reliant alternativement l'élément de conducteur à enroulement imbriqué et l'élément de conducteur à enroulement ondulé de manière à former un cycle complet ou une boucle complète. La première bobine de circulation 211 est reliée en continu à l'élément de conducteur modifié à enroulement ondulé 213. Une partie de conducteur en encoche de l'élément de conducteur modifié à enroulement ondulé 213 constitue une partie de conducteur en encoche arrière de la première bobine de circulation 211 et une partie de conducteur en encoche avant de la seconde bobine de circulation 212. La référence 2112 représente un élément de conducteur initial à enroulement ondulé de la seconde bobine de circulation 212 de la première bobine partielle 200A. La seconde bobine de circulation 212 est constituée par liaison alternée de l'élément de conducteur à enroulement imbriqué et de l'élément de conducteur à enroulement ondulé de manière à former un cycle complet ou une boucle complète. La seconde bobine de circulation 212 est reliée en continu à l'élément de conducteur à liaison
circonférentielle 400.
L'élément de conducteur à liaison circonférentielle 400, étant un élément de conducteur modifié à enroulement ondulé 213, est relié à la première bobine de circulation, à l'élément de conducteur modifié à enroulement ondulé, à la seconde bobine de circulation et à l'élément de conducteur à liaison circonférentielle de la seconde bobine partielle 200B. L'élément de conducteur à liaison circonférentielle 400 est relié à la première bobine de circulation, à l'élément de conducteur modifié à enroulement ondulé, à la seconde bobine de circulation et à l'élément de conducteur à liaison circonférentielle de la troisième bobine partielle 200C. L'élément de conducteur à liaison circonférentielle de la troisième bobine partielle
C est reliée à une ligne pilote.
Comme représenté sur la figure 7, une paire de parties de conducteurs dépassant en arrière de l'élément de conducteur modifié à enroulement ondulé 213 est tournée vers la droite. Une paire de parties de conducteurs dépassant en arrière de l'élément de conducteur à liaison circonférentielle 500 est tournée vers la gauche. Avec la configuration décrite ci-dessus, la bobine de 1ère couche 201 est réalisée. Les bobines de la 2ème à la 4ème couche 202
à 204 sont formées de la même manière.
La figure 8 montre une partie de l'extrémité côté tête 311 de la bobine de 1ère couche. La figure 9 montre une partie de l'extrémité de bobine du côté arrière 312 de la bobine de 1ère couche 201. La référence 251 représente une partie de tête de l'élément de conducteur à enroulement ondulé. La référence 261 représente une partie de tête de l'élément de conducteur à enroulement imbriqué. La référence 271 représente une partie de liaison des parties de conducteur dépassant à l'arrière de l'extrémité de
bobine côté arrière 312.
La figure 10 est le développé de l'enroulement partiel de la bobine de 1ère couche 201 et de la bobine de 2ème couche 202 reliées en parallèle l'une à l'autre. La figure l est le développé de l'enroulement partiel de la bobine de première couche 201 et de la bobine de 2ème couche reliées en série. Comme on le voit sur les figures 10 et 11, la connexion du câblage, conformément à ce mode de réalisation, prévoit une simple structure d'extrémité bobine côté tête et rend possible de réaliser une machine électrique tournante du type à bobine statorique segmentée à liaison série capable de véhiculer une grande intensité
avec des bobines ayant un grand nombre de tours.
Conformément au mode de réalisation ci-dessus décrit, l'élément de conducteur à liaison circonférentielle 400 et l'élément de conducteur à liaison radiale 500 sont utilisés pour relier les unes autres les bobines partielles 200 en série ou en parallèle et pour former un point neutre ou une ligne pilote de la borne de phase. Ainsi, il devient possible de simplifier la structure de l'extrémité côté
tête 311 et de réaliser un circuit parallèle.
Claims (1)
1. r,.X.
séquentielle selon la revendication 3, comprenant en outre un élément de conducteur à liaison radiale (500) ayant une paire de parties de conducteurs en encoche logés séparément dans deux ensembles voisins des dits ensembles de positions de logements de conducteurs et logés dans l'encoche active ayant le même ordre dans le sens circonférentiel, et ledit élément de conducteurs à liaison radiale relié à une ligne pilote de ladite bobine parallèle, dans laquelle la paire de parties de conducteurs en encoche dudit élément de conducteur à liaison radiale constitue une partie de conducteur pilote en encoche ou de sortie de deux bobines de couche disposées côte à côte dans
le sens radial.
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