FR2870998A1 - Stator de machine tournante electrique et procede de fabrication de celui ci - Google Patents

Abstract

Dans un stator, des bobines sont enroulées de manière concentrée autour de dents individuelles (13), sous forme d'unités de bobine (12) ayant une forme commune, chacune étant constituée par enroulement d'un conducteur (22) selon une forme généralement rectangulaire, par empilement de lignes de conducteur l'une au-dessus de l'autre. Chacune des unités de bobine (12) a deux parties rectilignes parallèles insérées dans des fentes (14) existant des deux côtés de chaque dent (13). Les deux parties rectilignes parallèles du conducteur (22) de chaque unité de bobine (12) sont agencées dans les deux fentes adjacentes (14) de manière qu'une partie rectiligne du conducteur (22) est disposée selon une couche intérieure dans l'une de deux fentes adjacentes (14) et l'autre partie rectiligne du conducteur (22) est disposée selon une couche extérieure dans l'autre des deux fentes adjacentes (14).

Description

MACHINE TOURNANTE ÉLECTRIQUE

ARRIÈRE-PLAN DE L'INVENTION 1. Domaine de l'invention La présente invention concerne un stator de machine tournante électrique, telle qu'un générateur de courant alternatif ou un moteur à courant alternatif, dans lequel des bobines sont enroulées de manière concentrée sur une pluralité de dents d'un noyau de stator.

2. Description de la technique antérieure

Un stator du type à enroulement concentré d'une machine tournante électrique comporte un noyau de stator qui est formé en empilant une pluralité de segments de noyau jusqu'à une épaisseur spécifiée et en reliant les segments de noyau par assemblage sous pression ou soudage, et des bobines enroulées de manière concentrée dans des fentes du noyau de stator. Chacun des segments de noyau a de multiples dents s'étendant radialement vers l'intérieur à partir d'une culasse arrière et des fentes formées entre les dents adjacentes. Ces segments de noyau sont constitués par poinçonnage d'une feuille d'acier électromagnétique à l'aide d'une presse, par exemple.

Habituellement, une bobine est enroulée autour de chaque dent, une couche au-dessus de l'autre, par utilisation d'une enrouleuse qui déroule un conducteur à travers une buse tout en amenant la buse à passer le long des fentes entre des dents adjacentes. Pour assurer que la buse ne vienne pas en contact avec des bobines proches quelconques pendant une opération d'enroulement, il est nécessaire de rendre disponible un espace suffisant entre la buse et les bobines proches. Cet impératif, cependant, provoque une diminution du facteur d'espace de l'enroulement dans les fentes, c'est-à-dire du rapport de la surface transversale de la bobine dans chaque fente sur la surface transversale de la fente, aboutissant éventuellement à une augmentation de la dimension de la machine tournante électrique.

Une approche antérieurement connue pour améliorer le facteur d'espace d'un enroulement se trouve dans la Publication de Demande de Brevet Japonais N 1998-146030. Dans un premier agencement proposé dans cette Publication, deux bobines sont enroulées dans chaque fente, une première bobine en une couche intérieure et l'autre bobine en une couche extérieure. Dans un second agencement proposé dans la Publication, chaque bobine est enroulée dans deux fentes adjacentes de manière telle que chaque bobine soit disposée en une couche intérieure dans une fente existant d'un côté d'une dent et en une couche extérieure dans une fente située de l'autre côté de la dent.

Dans le premier agencement habituel mentionné ci-dessus dans lequel deux bobines, ou deux parties rectilignes parallèles d'une paire de bobines adjacentes, sont mises en couches intérieure et extérieure de chaque fente, les bobines situées dans les couches intérieure et extérieure sont différentes l'une de l'autre au niveau résistance, inductance et efficacité de refroidissement. Ceci peut produire des problèmes, tels que des fluctuations du couple émis et d'autres caractéristiques de sortie, ainsi qu'un bruit acoustique.

Dans le second agencement habituel mentionné ci-dessus dans lequel chaque bobine est enroulée selon une couche intérieure de la fente située d'un côté d'une dent et selon une couche extérieure de la fente adjacente située de l'autre côté de la dent, les bobines peuvent être enroulées l'une après l'autre de telle sorte qu'une partie rectiligne d'une bobine agencée selon la couche extérieure se trouve sur une partie rectiligne de la bobine adjacente agencée selon la couche intérieure. Ce second agencement, cependant, a un problème en ce sens qu'il est extrêmement difficile d'enrouler la dernière des bobines. Ceci est dû au fait que lorsque la dernière bobine est enroulée, la couche extérieure de la dernière fente, dans laquelle une partie rectiligne de la dernière bobine doit être enroulée en couche intérieure, est déjà occupée par une partie rectiligne de la bobine enroulée autour de la dent immédiatement adjacente.

RÉSUMÉ DE L'INVENTION C'est un but de la présente invention de fournir un stator de machine tournante électrique ayant pour caractéristiques une facilité d'assemblage de bobines, un facteur d'espace élevé des bobines dans les fentes d'un noyau de stator et des caractéristiques de sortie stables, dans lequel deux bobines enroulées de manière concentrée sont agencées dans chaque fente de telle manière que chaque bobine soit disposée en une couche intérieure dans l'une de deux fentes adjacentes et selon une couche extérieure dans l'autre des deux fentes adjacentes. C'est un autre but de la présente 2870998 4 invention de fournir un procédé de fabrication d'un tel stator de machine tournante électrique.

Selon une caractéristique principale de la présente invention, un stator de machine tournante électrique comporte un noyau de stator comportant une culasse arrière en forme de cylindre, une pluralité de dents s'étendant radialement vers l'intérieur à partir de l'intérieur de la culasse arrière et une pluralité de fentes formées chacune entre deux dents adjacentes quelconques, et une pluralité de bobines agencées dans les fentes de telle sorte que les dents individuelles sont enroulées de manière concentrée par les bobines.

Dans le stator ainsi structuré, les bobines individuelles sont formées sous forme d'unités de bobine ayant une forme commune, chacune des unités de bobine étant constituée en enroulant un conducteur selon une forme de manière générale rectangulaire, en empilant des lignes de conducteur l'une au-dessus de l'autre, et chacune des unités de bobine ayant deux parties rectilignes parallèles insérées dans les fentes existant sur les deux côtés de chaque dent. Les deux parties rectilignes parallèles du conducteur de chaque unité de bobine sont agencées dans deux fentes adjacentes de manière telle que l'une des parties rectilignes du conducteur est disposée selon une couche intérieure dans l'une de deux fentes adjacentes et l'autre partie rectiligne du conducteur est disposée selon une couche extérieure dans l'autre des deux fentes adjacentes.

De préférence, le conducteur a des surfaces plates de sorte que de multiples couches de lignes de conducteur sont empilées l'une au-dessus de l'autre en ayant les surfaces plates des lignes de conducteur placées en vis-à-vis l'une de l'autre.

De préférence, les deux extrémités sortantes de chaque unité de bobine sont issues de deux fentes adjacentes, au niveau de l'une des extrémités axiales du noyau de stator.

De préférence, l'une des extrémités sortantes de chaque unité de bobine est issue de la couche la plus à l'intérieur de l'une de deux fentes adjacentes alors que l'autre extrémité sortante de la même unité de bobine est issue de la couche la plus à l'extérieur de l'autre des deux couches adjacentes.

De préférence, les deux extrémités sortantes de chaque unité de bobine sont issues du milieu des couches intérieure et extérieure de chaque fente successive.

De préférence, les deux extrémités sortantes de chaque unité de bobine sont issues de chaque fente successive à partir d'extrémités axiales opposées du noyau de stator.

De préférence, le noyau de stator est coupé au moins le long d'une ligne axiale, en formant des surfaces de découpe en vis-à-vis sur les deux extrémités de découpe du noyau de stator, et les surfaces de découpe en vis-à-vis sont reliées l'une à l'autre.

De préférence, les surfaces de découpe en vis-à-vis sont formées dans une des dents.

De préférence, les surfaces de découpe en vis-à-vis sont formées au niveau du fond de l'une des fentes.

De préférence, l'une des surfaces de découpe en vis-à-vis est formée sur l'un des côtés de la culasse arrière s'étendant latéralement à partir d'une partie de base d'une dent alors que l'autre surface de découpe est formée sur le côté opposée de la surface de la culasse arrière au niveau d'une partie de base de la dent adjacente.

Selon une autre caractéristique principale de la présente invention, un procédé de fabrication du stator mentionné ci-dessus selon la présente invention comporte les étapes consistant à produire chacune des unités de bobine en enroulant un conducteur selon une forme généralement rectangulaire, en empilant les lignes de conducteurs l'une au-dessus de l'autre, de manière telle que le conducteur ainsi formé comporte deux parties rectilignes parallèles à insérer dans les fentes existant sur les deux côtés de chaque dent, produire le noyau de stator étiré selon une ligne rectiligne par stratification d'une pluralité de segments de noyau de stator constitués de feuilles d'acier électromagnétique, chacun des segments de noyau de stator ayant une partie de culasse arrière de forme linéaire et une pluralité de parties de dent s'étendant à partir de la partie de culasse arrière à angle droit par rapport à celle-ci, agencer les unités de bobine en ligne de telle sorte que l'une des parties rectilignes du conducteur de l'unité de bobine à enrouler sur une dent se trouve en dessous de l'une des parties rectilignes du conducteur de l'unité de bobine à enrouler sur une dent adjacente, et l'autre partie rectiligne du conducteur de l'unité de bobine se trouve au-dessus de l'une des parties rectilignes du conducteur de l'unité de bobine à enrouler sur l'autre dent adjacente, insérer les unités de bobine ainsi agencées dans les fentes successives de telle sorte que l'une des parties rectilignes du conducteur de chaque unité de bobine soit disposée selon une couche intérieure dans l'une de deux fentes adjacentes et l'autre partie rectiligne du conducteur soit disposée selon une couche extérieure dans l'autre des deux fentes adjacentes, mettre en forme le noyau de stator dans lequel les unités de bobine ont été insérées selon une forme cylindrique de telle sorte que des surfaces d'extrémité du noyau de stator initialement étiré selon une ligne droite sont placées en vis-àvis l'une de l'autre, et relier l'une à l'autre les surfaces d'extrémité en vis-à-vis du noyau de stator.

De préférence, le procédé comporte de plus l'étape consistant à déformer les unités de bobine, avant d'insérer les unités de bobine individuelles, de telle sorte que l'une des parties rectilignes du conducteur de chaque unité de bobine est disposée selon la couche intérieure dans l'une de deux fentes adjacentes et l'autre partie rectiligne du conducteur est disposée selon la couche extérieure dans l'autre des deux fentes adjacentes.

De préférence, les unités de bobine individuelles sont déformées de telle sorte que l'une des parties rectilignes du conducteur de chaque unité de bobine est disposée selon la couche intérieure dans une première de deux fentes adjacentes et l'autre partie rectiligne du conducteur est disposée selon la couche extérieure dans l'autre des deux fentes adjacentes lorsque les unités de bobine agencées en ligne sont poussées dans les fentes successives.

Conformément au stator de la machine tournante électrique de la présente invention, il est possible de monter facilement les bobines dans le noyau de stator, d'une manière stable. Également, la structure mentionnée cidessus du stator sert à améliorer le facteur d'espace des enroulements dans les fentes individuelles et à réduire, par conséquent, la dimension de la machine tournante électrique. De plus, puisque toutes les bobines ont la même forme, le stator de la présente invention fournit des caractéristiques de sortie stables.

Conformément au procédé de fabrication mentionné ci-dessus du stator de la présente invention, il est possible de produire en même temps les unités de bobine et le noyau de stator, en réduisant ainsi le temps de fabrication global.

De plus, puisque les unités de bobine sont insérées dans les fentes successives, le noyau de stator étant étiré selon une ligne rectiligne, il est possible d'agencer et d'assembler facilement des unités de bobine constituées de conducteurs plus épais dans le noyau de stator sans provoquer de détérioration des unités de bobine. Ceci rend également possible d'améliorer le facteur d'espace des enroulements dans les fentes individuelles.

La machine tournante électrique incluant le stator du type à enroulement concentré de la présente invention peut être utilisée en tant que générateur de courant alternatif ou moteur à courant alternatif dans un véhicule à moteur, par exemple.

Ces buts, caractéristiques et avantages de la présente invention, ainsi que d'autres, apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés.

BRÈVES DESCRIPTION DES DESSINS

- la figure 1 est un schéma en coupe d'une machine tournante électrique selon un premier mode de réalisation de la présente invention, - les figures 2A et 2B sont des schémas en perspective représentant la forme de chaque unité de bobine agencée dans un stator de machine tournante électrique du premier mode de réalisation et un schéma en coupe représentant comment de multiples unités de bobine sont agencées dans le stator, respectivement, - les figures 3A et 3B sont des schémas en coupe de conducteurs utilisés dans un stator d'une machine tournante électrique selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention, - la figure 4 est une vue partielle en perspective d'un stator d'une machine tournante électrique selon un troisième mode de réalisation de la présente invention, - la figure 5 est une vue partielle en perspective d'un stator d'une machine tournante électrique selon un quatrième mode de réalisation de la présente invention, - la figure 6 est une vue partielle en perspective d'un stator d'une machine tournante électrique selon un cinquième mode de réalisation de la présente invention, - la figure 7 est une vue en coupe d'un stator d'une machine tournante électrique selon un sixième mode de réalisation de la présente invention, - la figure 8 est une vue en coupe d'un stator d'une machine tournante électrique selon un septième mode de réalisation de la présente invention, - la figure 9 est une vue en coupe d'un stator d'une machine tournante électrique selon un huitième mode de réalisation de la présente invention, et - la figure 10 est une vue en coupe d'un stator d'une machine tournante électrique selon un dixième mode de réalisation de la présente invention.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS DE L'INVENTION Premier mode de réalisation La figure 1 est un schéma en coupe d'une machine tournante électrique selon un premier mode de réalisation de la présente invention. La figure 2A est un schéma en perspective représentant la forme de chaque unité de bobine 12 assemblée dans un stator 1 de la machine tournante électrique du premier mode de réalisation, et la figure 2B est un schéma en coupe représentant comment une pluralité d'unités de bobine 12 sont agencées.

En se reportant à la figure 1, la machine tournante électrique comporte le stator 1 mentionné ci-dessus qui sert d'induit (ou d'ensemble comportant des conducteurs transportant un courant primaire), un rotor 2 qui sert d'ensemble produisant un champ, et un étrier (non-représenté) dans lequel le stator 1 et le rotor 2 sont maintenus sur un axe commun.

Le stator 1 entourant le rotor 2 comporte un noyau de stator 11 et les unités de bobine 12 mentionnées ci-dessus. Le noyau de stator 11 est constitué en stratifiant une pluralité de minces feuilles d'acier électromagnétique jusqu'à une épaisseur nécessaire, les couches des feuilles d'acier électromagnétique étant reliées ensemble par un assemblage sous pression ou une soudure pour maintenir les feuilles sous une forme stratifiée.

Le noyau de stator 11 comporte une culasse arrière de forme cylindrique 10, une pluralité de dents 13 s'étendant radialement vers l'intérieur à partir de l'intérieur de la culasse arrière 10, et une pluralité de fentes 14 formées chacune entre deux dents adjacentes quelconques 13. Les unités de bobine 12 sont agencées dans le noyau de stator 11 de telle sorte que chaque unité de bobine 12 entoure une dent 13 en ayant des parties rectilignes de chaque unité de bobine 12 disposées dans les fentes 14 existant des deux côtés de la dent 13.

Chacune des unités de bobine 12 est constituée en enroulant un conducteur 22 selon une forme généralement rectangulaire, en empilant une ligne de conducteurs au-dessus d'une autre, comme représenté sur la figure 2A. Deux parties rectilignes parallèles du conducteur 22 ainsi formé sont insérées dans les fentes 14 situées sur les deux côtés de chaque dent 13. Autant d'unités de bobine 12 que nécessaire pour la fabrication du stator 1 sont produites avant assemblage.

Lorsque les unités de bobine 12 sont insérées dans les fentes 14 formées dans le noyau de stator 11, les dents individuelles 13 sont enroulées de manière concentrée par les unités de bobine 12 comme représenté sur la figure 1. De manière plus spécifique, les deux parties rectilignes parallèles du conducteur 22 de chaque unité de bobine 12 préformée, comme représenté sur la figure 2A, sont insérées dans deux fentes adjacentes 14 situées des deux côtés d'une dent 13 de manière telle qu'une première partie rectiligne du conducteur 22 est disposée selon une couche intérieure dans la fente 14 située sur un premier côté de la dent 13 et l'autre partie rectiligne du conducteur 22 est disposée selon une couche extérieure dans la fente 14 située du côté opposé de la dent 13. Lorsque les unités de bobine 12 sont insérées de cette manière dans les fentes 14, les parties rectilignes des conducteurs 22 de deux unités de bobine adjacentes quelconques 12 sont agencées ensemble dans une fente 14, les parties rectilignes des deux unités de bobine adjacentes 12 étant disposées l'une au-dessus de l'autre selon des couches intérieure et extérieure dans la direction radiale.

Pour assembler les unités de bobine individuelles 12 dans le noyau de stator 11 de telle sorte qu'une première partie rectiligne du conducteur 22 de chaque unité de bobine 12 soit disposée selon la couche intérieure de l'une des fentes 14 et l'autre partie rectiligne du conducteur 22 soit disposée selon la couche extérieure de la fente adjacente 14, les unités de bobine 12 sont agencées dans les fentes 14 comme suit. Par exemple, trois unités de bobine adjacentes 12A, 12B, 12C représentées sur la figure 2B sont tout d'abord agencées de manière telle que l'une des parties rectilignes du conducteur 22 de l'unité de bobine 12B à enrouler sur l'une des dents 13 (la dent médiane 13 comme représenté sur la figure 2B) va être disposée selon la couche intérieure dans l'une des fentes 14A en dessous d'une partie rectiligne du conducteur 22 de l'unité de bobine 12A à enrouler sur une dent adjacente 13, et l'autre partie rectiligne du conducteur 22 de l'unité de bobine 12B va être disposée selon la couche extérieure de la fente adjacente 14B au-dessus d'une partie rectiligne du conducteur 22 de l'unité de bobine 12C à enrouler sur l'autre dent adjacente 13. Ensuite, les conducteurs 22 des unités de bobine 12A, 12B, 12C ainsi agencées sont poussés dans les fentes successives 14. Lorsque les unités de bobine individuelles 12 sont poussées dans les fentes successives 14 de cette maniere, des parties d'extrémité de bobine des conducteurs 22 situés à l'extérieur des deux extrémités axiales de chaque fente 14 sont déformées de telle sorte que l'une des parties rectilignes du conducteur 22 de chaque unité de bobine 12 à enrouler sur une dent 13 se trouve selon la couche intérieure dans la fente 14 sur l'un des côtés de la dent 13 alors que l'autre partie rectiligne du conducteur 22 de l'unité de bobine 12 se trouve selon la couche extérieure de la fente adjacente 14 située du côté opposé de la dent 13, comme représenté sur la figure 1.

Conformément au premier mode de réalisation de la présente invention décrit ci-dessus, chacune des unités de bobine 12 est formée en enroulant le conducteur 22 selon de multiples spires ayant une forme de manière générale rectangulaire, en empilant une ligne de conducteurs au-dessus d'une autre. Avant que les unités de bobine individuelles 12 ne soient insérées dans les fentes 14, les unités de bobine 12 sont agencées de telle manière que l'une des parties rectilignes du conducteur 22 de chaque unité de bobine 12 va être disposée selon la couche intérieure d'une fente 14 et l'autre partie rectiligne du conducteur 22 de la même unité de bobine 12 va être disposée selon la couche extérieure de la fente adjacente 14. Puisque les unités de bobine 12 ainsi agencées sont poussées dans les fentes 14 en ayant les parties rectilignes des conducteurs 22 de chaque paire d'unités de bobine adjacentes 12 disposées l'une au-dessus de l'autre, il est possible d'insérer les unités de bobine 12 dans les fentes successives 14 d'une manière extrêmement stable et avec facilité. Également, puisque toutes les unités de bobine 12 ont la même forme, il n'y a pas de différence de résistance, d'inductance ou d'efficacité de refroidissement entre les unités de bobine 12. Ainsi, l'agencement mentionné ci-dessus du mode de réalisation sert à diminuer les fluctuations du couple de sortie et d'autres caractéristiques de sortie ainsi que le bruit acoustique.

Comme l'opération d'assemblage de bobines est effectuée en agençant les unités de bobine 12 préformées selon une forme généralement rectangulaire dans les fentes 14 du noyau de stator 11, il est possible de rendre le diamètre de chaque conducteur 22 aussi proche que possible de la largeur de chaque fente 14. Ceci rend possible d'améliorer le facteur d'espace des enroulements dans les fentes 14 et, en résultat, de réduire la dimension de la machine tournante électrique.

Dans le mode de réalisation qui précède, les conducteurs 22 des unités de bobine 12 sont agencés dans le noyau de stator 11 de manière telle que les lignes de conducteur se trouvent l'une au-dessus de l'autre dans chaque fente 14 s'ouvrant dans une direction radiale aux deux extrémités axiales du noyau de stator 11 où les parties d'extrémité de bobine constituées des conducteurs 22 sont exposées. Cette configuration du mode de réalisation sert à diminuer la hauteur d'empilage de conducteur au niveau des parties d'extrémité de bobine qui ne produisent aucun travail efficace dans la machine tournante électrique. De plus, cette configuration fournit une performance de refroidissement améliorée en assurant que la totalité des conducteurs 22 est exposée à des écoulements d'air de refroidissement.

Deuxième mode de réalisation Les figures 3A et 3B sont des schémas en coupe de conducteurs 22 utilisés dans un stator 1 de machine tournante électrique, selon deux formes en variante, d'un deuxième mode de réalisation de la présente invention. Le conducteur 22 représenté sur la figure 3A a une section transversale légèrement plate ayant deux surfaces plates, comme s'il était produit par aplatissement d'un conducteur rond à partir de deux côtés opposés, alors que le conducteur 22 représenté sur la figure 3B a une section transversale carrée ayant quatre surfaces plates.

Si un conducteur 22 représenté sur les figures 3A ou 3B est utilisé pour produire des unités de bobine individuelles 12, il est possible d'enrouler et d'empiler des spires successives d'enroulements de manière telle que les surfaces plates de lignes adjacentes du conducteur plat ou carré 22 soient placées en vis-à-vis l'une de l'autre. Cet agencement sert à diminuer l'espace existant entre une spire et la suivante de chaque conducteur 22, rendant possible d'améliorer le facteur d'espace des enroulements dans des fentes individuelles 14.

Troisième mode de réalisation La figure 4 est une vue partielle en perspective d'un stator 1 de machine tournante électrique selon un troisième mode de réalisation de la présente invention, représentant en particulier une partie principale du stator 1.

Dans ce mode de réalisation, des unités de bobine individuelles 12 sont agencées dans un noyau de stator 11 de telle sorte que les extrémités 23 des unités de bobine 12 sont issues de fentes successives 14 à partir de l'une des extrémités axiales du noyau de stator 11 selon une forme étagée. De manière spécifique, une extrémité sortante 23 d'une unité de bobine 12A est issue de la couche la plus à l'intérieur d'une fente 14 et l'autre extrémité sortante 23 de l'unité de bobine 12A est issue de la couche la plus à l'extérieur de la fente adjacente 14, comme représenté sur la figure 4. De manière analogue, une extrémité sortante 23 d'une unité de bobine adjacente 12B est issue de la couche la plus à l'intérieur d'une première fente 14 et l'autre extrémité sortante 23 de l'unité de bobine 12B est issue de la couche la plus à l'extérieur de la fente adjacente 14.

Puisque les extrémités 23 des unités de bobine individuelles 12 servant de parties de connexion pour celles-ci sont concentrées au niveau d'une extrémité axiale du noyau de stator 11 comme décrit ci-dessus, il est possible d'éliminer les pertes dans l'opération de connexion de bobine.

De plus, puisque les extrémités opposées de chaque unité de bobine 12 sont obtenues de manière séparée à partir des couches la plus à l'intérieur et la plus à l'extérieur des fentes adjacentes 14, il est possible d'empêcher des erreurs de connexion de bobine.

Quatrième mode de réalisation La figure 5 est une vue partielle en perspective d'un stator 1 de machine tournante électrique selon un quatrième mode de réalisation de la présente invention, représentant en particulier une partie principale du stator 1.

Dans ce mode de réalisation, les unités de bobine 12 sont agencées dans un noyau de stator 11 de telle sorte que les extrémités 23 des unités de bobine individuelles 12 sont issues de fentes successives 14 à partir de l'une des extrémités axiales du noyau de 15 stator 11. De manière spécifique, les extrémités sortantes 23 de deux unités de bobine adjacentes 12A, 12B sont issues d'environ le milieu des couches intérieure et extérieure de chaque fente successive 14, comme représenté sur la figure 5.

Puisque les extrémités 23 des unités de bobine individuelles 12 servant de parties de connexion de celles-ci sont concentrées au niveau de l'une des extrémités axiales du noyau de stator 11 comme décrit ci-dessus, il est possible d'éliminer les pertes dans l'opération de connexion de bobine.

De plus, puisque les extrémités opposées 23 de chaque unité de bobine 12 sont issues d'environ le milieu situé entre les couches intérieure et extérieure de chaque fente successive 14, il est possible de réduire l'espace destiné à recevoir des connexions de bobine.

Cinquième mode de réalisation La figure 6 est une vue partielle en perspective d'un stator 1 de machine tournante électrique selon un cinquième mode de réalisation de la présente invention, représentant en particulier une partie principale du stator 1.

Dans ce mode de réalisation, des unités de bobine individuelles 12 sont agencées dans un noyau de stator 11 de telle sorte que les extrémités sortantes 23 d'unités de bobine quelconques 12A, 12B sont issues des fentes 14 à partir des deux extrémités axiales du noyau de stator 11, comme représenté sur la figure 6.

Puisque les extrémités 23 des unités de bobine individuelles 12 sont issues des fentes 14 à partir des extrémités opposées du noyau de stator 11, les parties de connexion des unités de bobine individuelles 12 sont divisées en deux groupes. Il est par conséquent possible de réduirel'espace destiné à recevoir des connexions de bobine au niveau de chaque extrémité axiale du noyau de stator 11.

Sixième mode de réalisation La figure 7 est une vue en coupe d'un stator 1 de machine tournante électrique selon un sixième mode de réalisation de la présente invention, représentant une partie principale du stator 1.

Un noyau de stator 11 est découpé par des surfaces de découpe 15 et étiré selon une ligne droite avant assemblage des bobines, comme représenté sur la figure 7.

Comme le noyau de stator 11 est découpé par les surfaces de découpe 15 et étiré selon une ligne droite comme représenté, une ouverture ayant une grande largeur W est formée dans chaque fente 14.

Après que des unités de bobine individuelles 12 ont été insérées dans les fentes 14, le noyau de stator étiré 11 est mis en forme selon une forme cylindrique et les surfaces découpées en vis-à-vis 15 sont reliées de manière ferme l'une à l'autre par soudure, par exemple.

Conformément au sixième mode de réalisation, chaque fente 14 a une grande largeur d'ouverture W de sorte que les unités de bobine 12 constituées de conducteurs 22 plus épais peuvent être insérées dans les fentes 14 sans provoquer de détérioration des unités de bobine 12. Ceci rend possible d'améliorer le facteur d'espace des enroulements dans les fentes individuelles 14.

Septième mode de réalisation La figure 8 est une vue en coupe d'un stator 1 de machine tournante électrique selon un septième mode de réalisation de la présente invention, représentant en particulier une partie principale du stator 1.

Un noyau de stator 11 est découpé par des surfaces de découpe 15 et étiré selon une ligne droite avant assemblage des bobines, comme représenté sur la figure 8. Dans ce mode de réalisation, les surfaces de découpe 15 sont formées dans une dent 13, comme si on coupait la dent 13 en deux parties séparées.

Après que des unités de bobine individuelles 12 ont été insérées dans les fentes 14, le noyau de stator étiré 11 est mis en forme selon une forme cylindrique et les surfaces de découpe en vis-à-vis 15 sont reliées l'une à l'autre par soudure, par exemple. Puisque les surfaces de découpe 15 sont formées dans l'une des dents 13, les surfaces de découpe en vis-àvis 15 peuvent être reliées l'une à l'autre par soudure au niveau de deux zones de liaison 13a situées le long des extrémités intérieure et extérieure des surfaces de découpe 15. Cette configuration du mode de réalisation rend possible de produire un noyau de stator 11 ayant une résistance mécanique accrue.

Huitième mode de réalisation La figure 9 est une vue en coupe d'un stator 1 de machine tournante électrique selon un huitième mode de réalisation de la présente invention, représentant en particulier une partie principale du stator 1.

Dans le septième mode de réalisation mentionné ci-dessus représenté sur la figure 8, les surfaces de découpe en vis-à-vis 15 sont formées dans l'une des dents 13, de sorte que l'unité de bobine à enrouler autour de la dent 13 dans laquelle les surfaces de découpe sont formées doit être agencée sur les deux parties séparées de la dent 13, en chevauchant les surfaces de découpe en vis-à-vis 15. Il est nécessaire dans le septième mode de réalisation de monter les unités de bobine individuelles 12 sur les dents successives 13 de manière telle que les unités de bobine 12 soient correctement positionnées dans les fentes 14 lorsque le noyau de stator 11 est mis en forme de cylindre. Cette configuration du septième mode de réalisation impose certaines difficultés dans l'opération d'assemblage de bobines.

Dans le but de résoudre l'inconvénient mentionné ci-dessus du septième mode de réalisation, le stator 1 du huitième mode de réalisation est configuré comme représenté sur la figure 9. De manière spécifique, des surfaces de découpe en vis-à-vis 15 sont formées sur des côtés opposés de la culasse arrière 10, au niveau du fond d'une fente 14. Dans cette configuration, il est inutile d'agencer des unités de bobine adjacentes quelconques 12A, 12B, 12C, 12D pour qu'elles chevauchent les surfaces de découpe en vis-à-vis 15. Ainsi, la configuration du huitième mode de réalisation rend possible de mettre facilement en forme le noyau de stator étiré 11 selon une forme cylindrique après montage de toutes les unités de bobine 12 sur les dents successives 13, facilitant ainsi l'opération d'assemblage de bobines.

Neuvième mode de réalisation La figure 10 est une vue en coupe d'un stator 1 de machine tournante électrique selon un neuvième mode de réalisation de la présente invention, représentant en particulier une partie principale du stator 1.

Un noyau de stator 11 est découpé par des surfaces de découpe 15 et étiré selon une ligne droite avant assemblage des bobines, comme représenté sur la figure 10. Les surfaces de découpe en vis-à-vis 15 sont formées sur des côtés opposés de la culasse arrière 10 à partir de laquelle de multiples dents 13 s'étendent. Contrairement à la configuration du huitième mode de réalisation mentionné ci-dessus de la figure 9, les surfaces de découpe en vis-à-vis 15 ne sont pas formées immédiatement au niveau du fond d'une fente 14 mais à un emplacement légèrement décalé à partir du milieu du fond de la fente 14 dans ce mode de réalisation. Plus particulièrement, l'une des surfaces de découpe 15 est formée sur l'un des côtés de la culasse arrière 10 s'étendant latéralement à partir d'une partie de base d'une dent 13 alors que l'autre surface de découpe 15 est formée sur le côté opposé de la culasse arrière 10 au niveau d'une partie de base de la dent 13 adjacente.

Dans cette configuration du neuvième mode de réalisation, on crée une gorge 24 au niveau du fond de la fente 14, de sorte que la ligne de conducteur la plus à l'intérieur de l'unité de bobine 12A, comme représenté, soit agencée dans la gorge 24.

Comme les surfaces de découpe en vis-à-vis 15 sont formées entre deux dents adjacentes 13 d'une manière telle que la gorge 24 dans laquelle la ligne de conducteur la plus à l'intérieur d'une première unité de bobine 12 est agencée, est créée au niveau du fond de la fente 14, la ligne de conducteur la plus à l'intérieur est agencée dans la gorge 24 et se fixe en position d'une manière fiable. En résultat, il est possible d'empêcher un déplacement des unités de bobine 12 lors de la mise en forme du noyau de stator étiré 11 selon une forme cylindrique et par conséquent de fabriquer le noyau de stator 11 d'une manière plus stable.

Dixième mode de réalisation Un dixième mode de réalisation de la présente invention concerne un procédé de fabrication d'un stator 11 de machine tournante électrique selon le premier mode de réalisation qui précède. Le procédé de fabrication de ce mode de réalisation est décrit par la suite en référence à la figure 10.

Le procédé de fabrication selon le dixième mode de réalisation comporte un processus consistant à produire des unités de bobine 12 et un processus consistant à produire un noyau de stator de forme linéaire 11, ces processus étant effectués dans deux étapes séparées. Lors de la réalisation de ces deux processus, les unités de bobine 12 sont agencées en ligne et agencées ensemble dans les fentes 14 du noyau de stator de forme linéaire 11, en même temps. Par la suite, le noyau de stator 11 est mis en forme selon une forme cylindrique et les extrémités en vis-à-vis du noyau de stator 11 sont reliées l'une à l'autre par soudure, par exemple.

Le noyau de stator 11 est produit en stratifiant une pluralité de segments de noyau de stator qui sont constitués en poinçonnant une feuille d'acier électromagnétique au moyen d'une presse, par exemple. Chacun des segments de noyau de stator a une partie de culasse arrière de forme linéaire et une pluralité de parties de dents s'étendant à partir de la partie de culasse arrière à angle droit par rapport à celle-ci. Les segments de noyau de stator ainsi formés sont empilés et reliés ensemble par soudure, par exemple, pour produire le noyau de stator de forme linéaire 11 qui a une culasse arrière de forme linéaire et une pluralité de dents 13.

Chacune des unités de bobine 12 est constituée en enroulant un conducteur 22 selon une forme généralement rectangulaire, en empilant des lignes de conducteur l'une au-dessus de l'autre. Deux parties rectilignes parallèles de chaque unité de bobine 12 ainsi préformée sont insérées dans deux fentes adjacentes 14 situées des deux côtés d'une dent 13 de manière telle que l'une des parties rectilignes du conducteur 22 soit disposée selon une couche intérieure dans la fente 14 située sur l'un des côtés de la dent 13 et l'autre partie rectiligne du conducteur 22 est disposée selon une couche extérieure dans la fente 14 située du côté opposé de la dent 13.

En se reportant à la figure 10, par exemple, trois unités de bobine adjacentes 12A, 12B, 12C sont tout d'abord agencées de manière telle que l'une des parties rectilignes du conducteur 22 de l'unité de bobine 12B à enrouler sur une dent 13 va être disposée selon la couche intérieure d'une première fente 14A en dessous de l'une des parties rectilignes du conducteur 22 de l'unité de bobine 12A à enrouler sur l'une des dents adjacentes 13, et l'autre partie rectiligne du conducteur 22 de l'unité de bobine 12B va être disposée selon la couche extérieure de la fente adjacente 14B, au-dessus de l'une des parties rectilignes du conducteur 22 de l'unité de bobine 12C à enrouler sur l'autre dent adjacente 13. Ensuite, les conducteurs 22 des unités de bobine 12A, 12B, 12C ainsi agencées sont poussés dans les fentes successives 14. Comme les unités de bobine individuelles 12 sont poussées dans les fentes successives en ayant les lignes de conducteur à insérer selon les couches intérieure et extérieure de chaque fente 14 recouverte de cette manière, les lignes de conducteur de l'unité de bobine 12A à disposer selon la couche extérieure se déforment et poussent les lignes de conducteur de l'unité de bobine 12B pour qu'elles soient disposées selon la couche intérieure de la fente 14A.

Puisque le processus consistant à produire les unités de bobine 12 et le processus consistant à produire le noyau de stator 11 sont effectués en deux étapes séparées comme indiqué ci-dessus, il est possible de produire les unités de bobine 12 et le noyau de stator 11 en même temps, réduisant ainsi le temps de fabrication global.

Également, puisque les unités de bobine 12 agencées en ligne sont insérées dans les fentes 14 du noyau de stator de forme linéaire 11, chaque fente 14 a une grande largeur d'ouverture de sorte que des unités de bobine 12 constituées de conducteurs plus épais 22 peuvent être insérées dans les fentes 14 sans provoquer de détérioration des unités de bobine 12. Ceci rend également possible d'améliorer le facteur d'espace des enroulements dans les fentes individuelles 14.

Dans le dixième mode de réalisation décrit ci-dessus, les lignes de conducteur de chaque unité de bobine 12 à disposer selon la couche extérieure déforment les lignes de conducteur de l'unité de bobine adjacente 12 à disposer selon la couche intérieure lorsque les lignes de conducteur des deux unités de bobine adjacentes 12 sont poussées dans chaque fente 14. Cet agencement du dixième mode de réalisation peut être modifié de manière à déformer les unités de bobine individuelles 12 avant d'insérer les unités de bobine 12 dans les fentes 14 de telle sorte que les parties rectilignes de deux unités de bobine adjacentes quelconques 12 à disposer dans la même fente 14 vont être placées selon les couches intérieure et extérieure lorsqu'elles sont insérées dans celle-ci.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1. Stator (1) de machine tournante électrique, ledit stator (1) comportant: un noyau de stator (11) comportant une culasse arrière en forme de cylindre (10), une pluralité de dents (13) s'étendant radialement vers l'intérieur à partir de l'intérieur de la culasse arrière (10) et une pluralité de fentes (14) formées, chacune, entre deux dents adjacentes quelconques (13), et une pluralité de bobines agencées dans les fentes (14) de telle sorte que les dents individuelles (13) sont enroulées de manière concentrée par les bobines, caractérisé en ce que les bobines individuelles sont formées sous forme d'unités de bobine (12) ayant une forme commune, chacune des unités de bobine (12) étant constituée en enroulant un conducteur (22) selon une forme de manière générale rectangulaire, en empilant des lignes de conducteur l'une au-dessus de l'autre, et chacune des unités de bobine (12) ayant deux parties rectilignes parallèles insérées dans les fentes (14) situées sur les deux côtés de chaque dent (13), et caractérisé en ce que les deux parties rectilignes parallèles du conducteur (22) de chaque unité de bobine (12) sont agencées dans deux fentes adjacentes (14) de manière telle que l'une des parties rectilignes du conducteur (22) est disposée selon une couche intérieure dans l'une de deux fentes adjacentes (14) et l'autre partie rectiligne du conducteur (22) est disposée selon une couche extérieure dans l'autre des deux fentes adjacentes (14).

2. Stator (1) de machine tournante électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conducteur (22) a des surfaces plates de sorte que de multiples couches de lignes de conducteur sont empilées l'une audessus de l'autre en ayant les surfaces plates des lignes de conducteur placées en vis-à-vis l'une de l'autre.

3. Stator (1) de machine tournante électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux extrémités sortantes (23) de chaque unité de bobine (12) sont issues de deux fentes adjacentes (14), au niveau de l'une des extrémités axiales du noyau de stator (11).

4. Stator (1) de machine tournante électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'une des extrémités sortantes (23) de chaque unité de bobine (12) est issue de la couche la plus à l'intérieur de l'une de deux fentes adjacentes (14) alors que l'autre extrémité sortante (23) de la même unité de bobine (12) est issue de la couche la plus à l'extérieur de l'autre des deux couches adjacentes (14).

5. Stator (1) de machine tournante électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux extrémités sortantes (23) de chaque unité de bobine (12) sont issues du milieu des couches intérieure et extérieure de chaque fente successive (14).

6. Stator (1) de machine tournante électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux extrémités sortantes (23) de chaque unité de bobine (12) sont issues de chaque fente successive (14) à partir d'extrémités axiales opposées du noyau de stator (11).

7. Stator (1) de machine tournante électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau de stator (11) est coupé au moins le long d'une ligne axiale, en formant des surfaces de découpe en vis-à-vis (15) sur les deux extrémités de découpe du noyau de stator (11), et les surfaces de découpe en vis-à-vis (15) sont reliées l'une à l'autre.

8. Stator (1) de machine tournante électrique selon la revendication 7, caractérisé en ce que les en vis-à-vis (15) sont formées dans surfaces de découpe une des dents (13).

9. Stator (1) selon la revendication surfaces de découpe en niveau du fond de l'une

10. Statorde machine tournante électrique 7, caractérisé en ce que les vis-à-vis (15) sont formées au des fentes (14).

(1) de machine tournante électrique selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'une des surfaces de découpe en vis-à-vis (15) est formée sur l'un des côtés de la culasse arrière (10) s'étendant latéralement à partir d'une partie de base d'une dent (13) alors que l'autre surface de découpe (15) est formée sur le côté opposée de la surface de la culasse arrière (10) au niveau d'une partie de base de la dent adjacente (13).

11. Procédé de fabrication d'un stator (1) de machine tournante électrique, le stator (1) comportant un noyau de stator (11) comportant une culasse arrière de forme cylindrique (10), une pluralité de dents (13) s'étendant radialement vers l'intérieur à partir de l'intérieur de la culasse arrière (10) et une pluralité de fentes (14) formées, chacune, entre deux dents adjacentes quelconques (13), et une pluralité de bobines agencées dans les fentes (14) de telle sorte que les dents individuelles (13) sont entourées de manière concentrée par les bobines, les bobines individuelles étant formées sous forme d'unités de bobine (12) ayant une forme commune, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant a: produire chacune des unités de bobine (12) en enroulant un conducteur (22) selon une forme généralement rectangulaire, en empilant des lignes de conducteur l'une au-dessus de l'autre, de manière telle que le conducteur (22) ainsi formé comporte deux parties rectilignes parallèles à insérer dans les fentes (14) existant sur les deux côtés de chaque dent (13), produire le noyau de stator (11) étiré selon une ligne rectiligne par stratification d'une pluralité de segments de noyau de stator constitués de feuilles d'acier électromagnétique, chacun des segments de noyau de stator ayant une partie de culasse arrière de forme linéaire et une pluralité de parties de dent s'étendant à partir de la partie de culasse arrière à angle droit par rapport à celle-ci, agencer les unités de bobine (12) en ligne de telle sorte que l'une des parties rectilignes du conducteur (22) de l'unité de bobine (12) à enrouler sur une dent (13) se trouve en dessous de l'une des parties rectilignes du conducteur (22) de l'unité de bobine (12) à enrouler sur une dent adjacente (13), et l'autre partie rectiligne du conducteur (22) de l'unité de bobine (12) se trouve au-dessus de l'une des parties rectilignes du conducteur (22) de l'unité de bobine (12) à enrouler sur l'autre dent adjacente (13), et insérer les unités de bobine (12) ainsi agencées dans les fentes successives (14) de telle sorte que l'une des parties rectilignes du conducteur (22) de chaque unité de bobine (12) soit disposée selon une couche intérieure dans l'une de deux fentes adjacentes (14) et l'autre partie rectiligne du conducteur (22) soit disposée selon une couche extérieure dans l'autre des deux fentes adjacentes (14), et mettre en forme le noyau de stator (11), dans lequel les unités de bobine (12) ont été insérées, selon une forme cylindrique de telle sorte que des surfaces d'extrémité du noyau de stator (11) initialement étiré selon une ligne droite sont placées en vis-à-vis l'une de l'autre, et relier l'une à l'autre les surfaces d'extrémité en vis-à- vis du noyau de stator (11).

12. Procédé de fabrication du stator (1) de machine tournante électrique selon la revendication 11, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte de plus l'étape consistant à déformer les unités de bobine (12), avant d'insérer les unités de bobine individuelles (12), de telle sorte que l'une des parties rectilignes du conducteur (22) de chaque unité de bobine (12) est disposée selon la couche intérieure dans l'une de deux fentes adjacentes (14) et l'autre partie rectiligne du conducteur (22) est disposée selon la couche extérieure dans l'autre des deux fentes adjacentes (14).

13. Procédé de fabrication du stator (1) de machine tournante électrique selon la revendication 11, caractérisé en ce que les unités de bobine individuelles (12) sont déformées de telle sorte que l'une des parties rectilignes du conducteur (22) de chaque unité de bobine (12) est disposée selon la couche intérieure dans l'une de deux fentes adjacentes (14) et l'autre partie rectiligne du conducteur (22) est disposée selon la couche extérieure dans l'autre des deux fentes adjacentes (14) lorsque les unités de bobine (12) agencées en ligne sont poussées dans les fentes successives (14).