FR2963174A1

FR2963174A1 - Stator for electric motor, has annular body comprising teeth distributed regularly on interior surface and coils placed around each tooth, where thickness of each of coils is less than specific value of thickness of tooth

Info

Publication number: FR2963174A1
Application number: FR1055993A
Authority: FR
Inventors: Alain Petitboulanger; Jean Francois Maestre; Jean Marie Blanc; David Longepierre; Christophe Bontemps
Original assignee: SSD Parvex SAS
Current assignee: SSD Parvex SAS
Priority date: 2010-07-22
Filing date: 2010-07-22
Publication date: 2012-01-27

Abstract

The stator (1) has an annular body comprising a set of teeth (3) distributed regularly on an interior surface and forming notches. The annular body includes coils (5) placed around each tooth. Thickness of each of the coils is less than 0.384 times of thickness of tooth. Another set of teeth (12) extends inside each tooth of the former set of the teeth from the surface of the annular body, and is in contact with external faces of the coils. The latter set of the teeth has triangular shape converging between a base situated on the surface and a truncated head (12a). An independent claim is also included for an electric motor comprising a stator.

Description

La présente invention concerne un stator de moteur électrique et un moteur électrique comprenant un tel stator. Il est connu de réaliser un moteur électrique comprenant un stator et un rotor disposé à l'intérieur du stator et mobile en rotation autour d'un axe par rapport au stator. Le stator comporte un corps annulaire comprenant une pluralité de dents, par exemple en métal de type fer silicium, réparties régulièrement sur sa surface intérieure et orientées sensiblement vers l'axe de rotation du rotor. Ces dents forment des encoches entre elles, et supportent chacune n bobine(s) de fil conducteur (n étant généralement égal à 0, 1, 2), par exemple en cuivre, disposées autour de chacune des dents, destinées à permettre l'établissement d'un champ magnétique. L'ensemble de ces bobines forment le bobinage du stator. Il convient en général de rechercher à placer le maximum de fil conducteur dans une encoche formée entre deux dents adjacentes afin de réduire la résistance électrique du moteur et ainsi augmenter son couple. En effet, le couple produit par le moteur est proportionnel au flux magnétique et donc au nombre de spires des bobines et au courant alimentant le moteur et circulant dans le bobinage de fil conducteur. Le courant est limité, en service permanent, par l'échauffement du moteur dû au passage du courant dans le bobinage. Si l'on ne considère que l'échauffement dû aux pertes dans le bobinage, cet échauffement Dteta, pour un moteur triphasé, est égal à : Dteta= Rth x 3/2 x R x 12 où Rth est la résistance thermique entre le bobinage et le milieu extérieur, R est la résistance du bobinage entre phases, et I est le courant dans une phase. Cet échauffement doit être limité par la température maximale 30 admissible par le bobinage, qui dans certaines application peut atteindre 150°C ou plus. La résistance électrique du bobinage est inversement proportionnelle à la section de conducteur du bobinage dans l'encoche. Dans le cadre de la réalisation de moteur électrique de dimensions 35 réduites dans la direction de l'axe de rotation, il convient de réduire la dimension du stator selon la direction de son axe et donc la dimension des dents selon la direction de ce même axe. Toutefois, l'épaisseur du bobinage qui s'ajoute à la longueur des dents aux extrémités des stators forment des excroissances encore appelées chignons dont la longueur reste constante. L'épaisseur des chignons augmente lorsque que l'on souhaite augmenter la section de conducteur pour réduire la résistance électrique du bobinage. Il apparaît donc que deux objectifs contradictoires doivent être poursuivis : il convient à la fois de prévoir une section de conducteur importante pour obtenir un couple important en réduisant la résistance électrique du bobinage, mais il convient également d'éviter que l'épaisseur de bobinage n'augmente trop la longueur du moteur. Selon un premier état de la technique, tel que représenté sur la figure 1, les bobines de deux dents adjacentes présentent une forme en escalier de façon à remplir l'encoche formée entre les deux dents adjacente et ainsi optimiser la section de fil conducteur. Il est à noter que dans ce cas, la taille du chignon est augmentée aux extrémités longitudinales du moteur. De plus, des connexions doivent être positionnées longitudinalement au-delà des chignons comme cela est représenté sur la figure 2, ce qui augmente encore davantage la longueur du moteur. Il est à noter par ailleurs que la bobine autour d'une dent doit être isolée électriquement de cette dent. L'isolation des bobines se fait souvent par un support de bobine moulé comme cela est représenté sur la figure 3. Ce support qui est facile à bobiner présente cependant l'inconvénient majeur de présenter une résistance thermique importante, à cause des épaisseurs minimales à respecter dans la mise en oeuvre de son procédé de fabrication. Une autre technique classique d'isolation électrique consiste à utiliser des isolants souples, qui garnissent les encoches. Pour garantir une isolation correcte entre une bobine et la zone 30 supérieure d'une dent et en particulier au point A, les isolants sont repliés, comme cela est représenté sur la figure 4 pour former un bord. Malheureusement, cette bordure augmente la taille des chignons et donc l'encombrement du moteur. De plus, les connexions des différentes bobines augmentent 35 davantage la longueur du moteur. The present invention relates to an electric motor stator and an electric motor comprising such a stator. It is known to provide an electric motor comprising a stator and a rotor disposed inside the stator and movable in rotation about an axis with respect to the stator. The stator comprises an annular body comprising a plurality of teeth, for example of silicon-iron type metal, regularly distributed on its inner surface and oriented substantially towards the axis of rotation of the rotor. These teeth form notches between them, and each support n coil (s) of conductive wire (n being generally equal to 0, 1, 2), for example copper, arranged around each of the teeth, intended to allow the establishment of a magnetic field. All of these coils form the winding of the stator. It should generally be sought to place the maximum of conductive wire in a notch formed between two adjacent teeth to reduce the electrical resistance of the motor and thus increase its torque. Indeed, the torque produced by the motor is proportional to the magnetic flux and therefore to the number of turns of the coils and the current supplying the motor and flowing in the coil of conductive wire. The current is limited, in permanent service, by the heating of the motor due to the passage of the current in the winding. If one considers only the heating due to the losses in the winding, this heating Dteta, for a three-phase motor, is equal to: Dteta = Rth x 3/2 x R x 12 where Rth is the thermal resistance between the winding and the external medium, R is the resistance of the winding between phases, and I is the current in a phase. This heating must be limited by the maximum temperature allowed by the winding, which in some applications can reach 150 ° C or more. The electrical resistance of the winding is inversely proportional to the conductor section of the winding in the notch. In the context of producing an electric motor of reduced dimensions in the direction of the axis of rotation, it is necessary to reduce the dimension of the stator in the direction of its axis and therefore the dimension of the teeth in the direction of this same axis. . However, the thickness of the winding that adds to the length of the teeth at the ends of the stators form excrescences also called chignons whose length remains constant. The thickness of the buns increases when it is desired to increase the conductor section to reduce the electrical resistance of the coil. It therefore appears that two contradictory objectives must be pursued: it is appropriate at the same time to provide a large conductor section to obtain a large torque by reducing the electrical resistance of the winding, but it is also necessary to avoid that the winding thickness n 'increases the engine length too much. According to a first state of the art, as shown in FIG. 1, the coils of two adjacent teeth have a stepped shape so as to fill the notch formed between the two adjacent teeth and thus optimize the section of conductive wire. It should be noted that in this case, the size of the bun is increased at the longitudinal ends of the motor. In addition, connections must be positioned longitudinally beyond the buns as shown in Figure 2, which further increases the length of the engine. It should also be noted that the coil around a tooth must be electrically isolated from this tooth. The insulation of the coils is often done by a molded coil support as shown in FIG. 3. This support, which is easy to wind, however, has the major disadvantage of having a high thermal resistance, because of the minimum thicknesses to be respected. in the implementation of its manufacturing process. Another conventional technique of electrical insulation is to use flexible insulators, which garnish the notches. To ensure proper insulation between a coil and the upper area of a tooth and in particular at point A, the insulators are folded as shown in Fig. 4 to form an edge. Unfortunately, this border increases the size of the buns and thus the size of the engine. In addition, the connections of the different coils further increase the length of the motor.

La présente invention a pour but de résoudre tout ou partie des inconvénients mentionnés ci-dessus notamment en fournissant un stator réduisant l'encombrement du moteur tout en étant performant, c'est à dire en étant capable de fournir un couple satisfaisant. The present invention aims to solve all or part of the disadvantages mentioned above including providing a stator reducing the size of the engine while being efficient, that is to say by being able to provide a satisfactory torque.

A cet effet, la présente invention a pour objet un stator pour moteur électrique comportant un corps annulaire comprenant une pluralité de dents réparties régulièrement sur sa surface intérieure et formant des encoches entre elles, et comportant des bobines disposées autour de chacune des dents, le stator étant caractérisé en ce que l'épaisseur de chacune des bobines est inférieure à 5/13 de l'épaisseur d'une dent. Cette disposition permet de réduire l'épaisseur des bobines dans les encoches et donc de réduire l'encombrement du stator et donc du moteur. Il doit bien être entendu que l'épaisseur d'une bobine est la même lorsque mesurée selon une direction perpendiculaire à la direction de l'axe de rotation du moteur sur l'une de ses portions latérales traversant une encoche et lorsque mesurée selon une direction parallèle à la direction de l'axe de rotation du moteur sur l'une de ses portions haute ou basse joignant deux encoches successives, la disposition et le nombre de brins de la bobine étant sensiblement les mêmes sur ces différentes portions. For this purpose, the subject of the present invention is a stator for an electric motor comprising an annular body comprising a plurality of teeth regularly distributed on its inner surface and forming notches between them, and comprising coils arranged around each of the teeth, the stator characterized in that the thickness of each of the coils is less than 5/13 of the thickness of a tooth. This arrangement reduces the thickness of the coils in the notches and thus reduce the size of the stator and therefore the engine. It should be understood that the thickness of a coil is the same when measured in a direction perpendicular to the direction of the axis of rotation of the motor on one of its lateral portions through a notch and when measured in one direction parallel to the direction of the axis of rotation of the motor on one of its upper or lower portions joining two successive notches, the arrangement and the number of strands of the coil being substantially the same on these different portions.

Selon un mode de réalisation, le stator comporte en plus d'un premier ensemble de dents autour desquelles sont disposées les bobines, un deuxième ensemble de dents s'étendant à l'intérieur de chaque encoche entre deux dents du premier ensemble depuis la surface intérieure du corps annulaire du stator et venant au contact des faces externes de deux bobines adjacentes. Cette disposition permet de refroidir efficacement les bobines et donc de compenser une augmentation du courant nécessaire pour que le moteur conserve un couple satisfaisant. Ainsi, l'encombrement du moteur est réduit tout en gardant des performances élevées. According to one embodiment, the stator comprises in addition to a first set of teeth around which the coils are arranged, a second set of teeth extending inside each notch between two teeth of the first set from the inner surface. the annular body of the stator and coming into contact with the outer faces of two adjacent coils. This arrangement effectively cools the coils and thus compensate for an increase in the current required for the engine to maintain a satisfactory torque. Thus, the size of the engine is reduced while maintaining high performance.

Selon un mode de réalisation, les dents du deuxième ensemble présentent une forme essentiellement triangulaire convergeant entre une base située sur la surface intérieure du corps annulaire et une tête tronquée. Cette disposition permet d'éliminer une zone de la dent du 35 deuxième ensemble pouvant être le siège de pertes importantes due à l'action du flux. According to one embodiment, the teeth of the second set have a substantially triangular shape converging between a base located on the inner surface of the annular body and a truncated head. This arrangement makes it possible to eliminate an area of the tooth of the second set that may be the seat of significant losses due to the action of the flow.

Selon un mode de réalisation, la hauteur des dents du deuxième ensemble, définie selon la direction radiale du stator, est comprise entre la hauteur d'une bobine et un quart de la hauteur de ladite bobine. Cette disposition permet de trouver un compromis entre l'échauffement de l'extrémité de la tête de dent du deuxième ensemble et le courant transitant dans les bobines nécessaire pour créer un couple de force déterminé à partir d'une valeur d'entrefer déterminé. Selon un mode de réalisation, chaque bobine comporte des connexions et forme deux portions, appelées chignons, situées au-delà d'un plan d'extrémité du corps annulaire du stator et comportant une surface extérieure s'étendant transversalement à l'axe du stator, les connexions de la bobine débouchant en partie et essentiellement entre les deux surfaces extérieures d'un chignon de bobine. Cette disposition permet de limiter l'encombrement du stator à 15 l'encombrement des chignons et non à celui des connexions. Selon un mode de réalisation, les connexions de la bobine débouchent entre la dent du deuxième ensemble et l'une des deux surfaces extérieures d'un chignon de bobine. Cette disposition permet d'optimiser l'espace disponible dans une 20 encoche. Selon un mode de réalisation, le stator comporte un dispositif de connexion de l'ensemble des connexions des bobines. Cette disposition permet de simplifier le raccordement des bornes de chaque bobine. 25 Selon un mode de réalisation, le dispositif de connexion se présente sous la forme d'une pluralité d'anneaux conducteurs et isolants. Selon un mode de réalisation, une partie de ces anneaux réalise des phases du stator, chaque phase présentant N sorties réparties de manière essentiellement équidistantes entre elles, N étant un nombre entier non nul. 30 Selon un mode de réalisation, le dispositif de connexion comprend une première partie disposé sur une première face du corps annulaire du stator et une deuxième partie disposé sur une deuxième face du corps annulaire du stator. Cette disposition permet de séparer la connexion du neutre de 35 chaque bobine et la connexion des trois phases du bobinage. According to one embodiment, the height of the teeth of the second set, defined in the radial direction of the stator, is between the height of a coil and a quarter of the height of said coil. This arrangement makes it possible to find a compromise between the heating of the end of the tooth head of the second set and the current flowing through the coils necessary to create a determined force torque from a determined gap value. According to one embodiment, each coil has connections and forms two portions, called buns, located beyond an end plane of the annular body of the stator and having an outer surface extending transversely to the axis of the stator , the coil connections opening in part and substantially between the two outer surfaces of a bobbin coil. This arrangement makes it possible to limit the size of the stator to the size of the bunches and not to that of the connections. According to one embodiment, the connections of the coil open between the tooth of the second set and one of the two outer surfaces of a coil bun. This arrangement optimizes the space available in a notch. According to one embodiment, the stator comprises a device for connecting all the connections of the coils. This arrangement simplifies the connection of the terminals of each coil. According to one embodiment, the connection device is in the form of a plurality of conductive and insulating rings. According to one embodiment, a part of these rings produces phases of the stator, each phase having N outputs distributed substantially equidistantly between them, N being a non-zero integer. According to one embodiment, the connection device comprises a first portion disposed on a first face of the annular body of the stator and a second portion disposed on a second face of the annular body of the stator. This arrangement makes it possible to separate the neutral connection of each coil and the connection of the three phases of the winding.

Selon un mode de réalisation, le stator comporte un dispositif d'isolants électriques souples. Cette disposition permet de prévenir un court circuit d'une bobine par une dent. According to one embodiment, the stator comprises a device of flexible electrical insulators. This arrangement prevents a short circuit of a coil by a tooth.

Selon un mode de réalisation, le dispositif isolant comprend une première partie intérieure disposée à l'encontre de la surface intérieure de chaque bobine et autour de la surface extérieure de chacune des dents. Cette disposition permet de limiter l'encombrement du stator à l'encombrement des chignons des bobines. According to one embodiment, the insulating device comprises a first inner portion disposed against the inner surface of each coil and around the outer surface of each of the teeth. This arrangement makes it possible to limit the size of the stator to the size of the bunches of the coils.

Selon un mode de réalisation, chaque première partie intérieure est insérée dans des rainures ménagées sur la surface intérieure du corps annulaire du stator. Cette disposition permet de garantir une distance d'isolation électrique satisfaisante entre la bobine et le corps du stator. According to one embodiment, each first inner portion is inserted in grooves provided on the inner surface of the annular body of the stator. This arrangement ensures a satisfactory electrical insulation distance between the coil and the stator body.

Selon un mode de réalisation, le dispositif isolant comprend une deuxième partie extérieure disposée autour de la surface extérieure de chaque bobine. La présente invention a également pour objet un moteur comportant un stator tel que décrit précédemment. According to one embodiment, the insulating device comprises a second outer portion disposed around the outer surface of each coil. The present invention also relates to an engine comprising a stator as described above.

Cette disposition permet d'obtenir un moteur à encombrement réduit tout en gardant des performances élevées, notamment au niveau du couple moteur. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, des stators selon l'état de la technique et selon l'invention. La figure 1 montre un stator avec des bobines en forme de marches d'escalier selon l'état de la technique. La figure 2 montre le volume occupé par la connectique des 30 bobines sur un stator selon l'état de la technique. La figure 3 montre un mode de réalisation comprenant une bobine enroulée sur un support de bobine moulé selon l'état de la technique. La figure 4 montre un autre mode de réalisation comprenant une bobine enroulée sur un support isolant souple. 35 La figure 5 montre une bobine seule selon l'état de la technique. This arrangement makes it possible to obtain a motor with reduced bulk while maintaining high performances, especially with regard to the engine torque. In any case, the invention will be better understood with the aid of the description which follows, with reference to the appended schematic drawing showing, by way of non-limiting example, stators according to the state of the art and according to the invention. . Figure 1 shows a stator with reels in the form of stairs according to the state of the art. Figure 2 shows the volume occupied by the connection of the coils on a stator according to the state of the art. Figure 3 shows an embodiment comprising a coil wound on a molded coil support according to the state of the art. Figure 4 shows another embodiment comprising a coil wound on a flexible insulating support. Figure 5 shows a single coil according to the state of the art.

La figure 6 montre un stator comportant des dents du deuxième ensemble selon l'invention. La figure 7 montre une vue en coupe axiale d'un stator et d'un rotor d'un moteur selon l'invention. FIG. 6 shows a stator comprising teeth of the second assembly according to the invention. Figure 7 shows an axial sectional view of a stator and a rotor of an engine according to the invention.

La figure 8 montre les deux faces du stator comportant un dispositif de connexion selon l'invention. La figure 9 montre la coupe axiale d'un stator et d'une dent de stator selon l'invention. La figure 10 montre un stator comportant un isolant électrique 10 souple selon l'invention. La figure 11 montre les connexions d'un stator selon l'invention. La figure 12 montre différents éléments du dispositif de connexion du stator selon l'invention. La figure 13 montre une possibilité de connexion supplémentaire 15 offerte par un stator selon l'invention. Dans la description détaillée qui va suivre des figures définies ci-dessus, les mêmes éléments ou les éléments remplissant des fonctions identiques pourront conserver les mêmes références de manière à simplifier la compréhension de l'invention. 20 Un stator 1 pour moteur électrique comporte un corps annulaire 2 définissant une face supérieure 2a, opposée à une face inférieure 2b jointes toutes deux par une surface intérieure 2c et une surface extérieure 2d. Le corps annulaire 2 est formé à partir d'un empilement la de tôles magnétique, généralement en fer et comprend une pluralité de dents 3 d'un 25 premier ensemble réparties régulièrement sur sa surface intérieure 2c et formant des encoches 4 entre elles. Une bobine 5 est enroulée autour de chacune des dents 3. Une bobine 5 comprend un enroulement de fil métallique, généralement en cuivre, ainsi que l'isolant, par exemple du vernis, disposé autour de ce fil métallique. 30 Cet isolant permet de réaliser l'isolation électrique d'un brin du fil métallique avec un autre brin du fil métallique ou avec le milieu extérieur. L'ensemble de ces bobines 5 forme le bobinage 6 du stator 1. Les parties de la bobine 5 en saillie du plan de la face supérieur 2a et du plan de la surface inférieure 2b sont appelées chignons 7 de la bobine 5 35 et contribuent à l'encombrement du stator 1. Ces chignons 7 comprennent au moins une surface extérieure 7a s'étendant transversalement à l'axe du stator 1. Une des techniques connues visant à augmenter le couple d'un moteur comportant un tel stator 1 consiste à combler totalement l'espace libre 5 formé par les encoches 4. Pour cela, comme illustré à la figure 1, il est connu de disposer en alternance une fois sur deux une bobine 5c d'épaisseur constante avec une bobine 5m en forme de marches d'escalier d'épaisseur décroissante depuis le corps annulaire 2 du stator 1 jusqu'à l'extrémité d'une dent 3, ce qui permet 10 d'insérer dans un premier temps les bobines 5m tout en laissant la place disponible pour insérer dans un deuxième temps les bobines 5c. Il est également possible d'envisager un stator 1 ne comprenant que des bobines 5m en forme de marches d'escalier d'épaisseur décroissante convergent vers l'extrémité des dents 3. 15 Cependant, ces techniques augmentent la taille des chignons 7 de bobine 5 et donc la largeur du stator 1 et la longueur d'un moteur comportant un tel stator 1. De plus, par ces techniques, il n'y a plus d'espace disponible dans les encoches 4 pour y mettre les connexions 8 des bobines 5. 20 Comme cela est illustré à la figure 2, ces connexions 8 doivent donc obligatoirement déboucher au-dessus ou en-dessous des surface extérieure 7a des chignons 7, occupant un volume 30 qui augmente encore davantage l'encombrement du stator 1 et donc du moteur. De plus, pour pouvoir insérer une bobine 5 autour d'une dent 3, la 25 bobine 5 est enroulée au préalable sur un support moulé 9, comme cela est illustré à la figure 3. Ce support moulé 9 a la double fonction de faciliter le procédé de fabrication du stator 1 et de renforcer l'isolement électrique entre la bobine 5 généralement en cuivre verni et le corps annulaire 2 et/ou une dent 3 30 généralement en alliage de fer et de silicium. Cependant, ce support moulé 9 présente l'inconvénient majeur de présenter une résistance thermique importante à cause des épaisseurs minimales à respecter dans le procédé de moulage. Ce support moulé 9 s'oppose donc à l'évacuation de la chaleur 35 générée par le passage du courant dans la bobine 5. FIG. 8 shows the two faces of the stator comprising a connection device according to the invention. Figure 9 shows the axial section of a stator and a stator tooth according to the invention. FIG. 10 shows a stator comprising a flexible electrical insulator 10 according to the invention. Figure 11 shows the connections of a stator according to the invention. Figure 12 shows different elements of the stator connection device according to the invention. Figure 13 shows an additional connection possibility offered by a stator according to the invention. In the following detailed description of the figures defined above, the same elements or elements fulfilling identical functions may retain the same references so as to simplify the understanding of the invention. A stator 1 for an electric motor has an annular body 2 defining an upper face 2a, opposite a lower face 2b, both joined by an inner surface 2c and an outer surface 2d. The annular body 2 is formed from a stack 1a of magnetic sheets, generally made of iron, and comprises a plurality of teeth 3 of a first set regularly distributed on its inner surface 2c and forming notches 4 therebetween. A coil 5 is wound around each of the teeth 3. A coil 5 comprises a winding of wire, generally copper, and the insulator, for example varnish, disposed around this wire. This insulator makes it possible to electrically insulate one strand of the wire with another strand of the wire or with the external medium. All of these coils 5 form the winding 6 of the stator 1. The parts of the coil 5 projecting from the plane of the upper face 2a and the plane of the lower surface 2b are called buns 7 of the coil 5 35 and contribute to the bulk of the stator 1. These buns 7 comprise at least one outer surface 7a extending transversely to the axis of the stator 1. One known technique for increasing the torque of an engine comprising such a stator 1 is to fill totally the free space 5 formed by the notches 4. For this, as shown in Figure 1, it is known to have alternate alternately once every two a coil 5c constant thickness with a 5m coil shaped steps a staircase of decreasing thickness from the annular body 2 of the stator 1 to the end of a tooth 3, which makes it possible to insert the coils 5m at first while leaving the space available for insertion into a second time the coils 5c. It is also possible to envisage a stator 1 comprising only 5m coils in the form of stairs of decreasing thickness converging towards the end of the teeth 3. However, these techniques increase the size of the coil buns 7 and therefore the width of the stator 1 and the length of an engine comprising such a stator 1. Moreover, by these techniques, there is more space available in the notches 4 to put the connections 8 of the coils 5 As illustrated in FIG. 2, these connections 8 must therefore lead above or below the outer surface 7a of the buns 7, occupying a volume 30 which further increases the space requirement of the stator 1 and therefore the engine. In addition, in order to be able to insert a spool 5 around a tooth 3, the spool 5 is wound beforehand on a molded support 9, as illustrated in FIG. 3. This molded support 9 has the dual function of facilitating the manufacturing method of the stator 1 and enhance the electrical isolation between the coil 5 usually painted copper and the annular body 2 and / or a tooth 3 30 generally made of iron and silicon alloy. However, this molded support 9 has the major disadvantage of having a high thermal resistance because of the minimum thicknesses to be respected in the molding process. This molded support 9 thus opposes the evacuation of the heat generated by the passage of the current in the coil 5.

Une autre technique illustrée à la figure 4, consiste à utiliser des isolants souples 10 qui garnissent les encoches 4. Pour garantir une isolation électrique correcte par rapport au dessus et au dessous des dents 3 et en particulier au point A, les isolants souples 10 sont repliés pour former un bord 10a. Cependant, ce bord 10a augmente la taille des chignons 7 de bobine 5 et donc la largeur du stator 1 et la longueur d'un moteur comportant un tel stator 1. De plus, les connexions 8 des différentes bobines 5 augmentent 10 davantage l'encombrement du stator 1. La présente invention adopte une approche consistant à réduire la section de cuivre de chaque bobine 5 tout en amplifiant leur refroidissement, ce qui permet aux bobines de recevoir des courants plus intense que si elles n'étaient pas refroidies. 15 Cela permet de disposer d'un champ magnétique suffisamment intense pour exercer un couple moteur satisfaisant sur un rotor 11. Pour cela, un stator 1 selon l'invention comprend des bobines 5 fines telles qu'illustrée à la figure 5, d'épaisseur inférieure à 5/13 de l'épaisseur d'une dent 3 permettant de garantir une évacuation optimale des calories de la 20 bobine 5. Ces bobines 5, de part leur finesse, comportent des chignons 7 raccourcis, ce qui réduit l'encombrement du stator 1. Cette chaleur est ensuite récupérée par des dents 12 d'un deuxième ensemble de forme essentiellement triangulaire disposée dans 25 l'espace laissé libre des encoches 4. Comme illustré à la figure 6, ces dents 12 du deuxième ensemble s'étendent à l'intérieur de chaque encoche 4 depuis la surface intérieure 2c du corps annulaire 2 du stator 1 et viennent au contact des surfaces externes des bobines 5 se trouvant dans les encoches 4. 30 Le contact de ces dents avec les faces externes des bobines 5 réduit la résistance thermique entre la bobine et le milieu extérieur. Les calories récupérées par ces dents 12 sont ensuite évacuées par le corps annulaire 2 du stator 1. Ces dents 12 du deuxième ensemble sont tronquées sur leur 35 extrémité afin d'éliminer une zone de la dent 12 du deuxième ensemble pouvant être le siège de pertes importantes. Another technique illustrated in FIG. 4 consists in using flexible insulators 10 that fill the notches 4. In order to guarantee correct electrical insulation with respect to the top and bottom of the teeth 3 and in particular at point A, the flexible insulators 10 are folded to form an edge 10a. However, this edge 10a increases the size of the coil buns 5 and therefore the width of the stator 1 and the length of an engine comprising such a stator 1. In addition, the connections 8 of the different coils 5 further increase the bulk. The present invention adopts an approach of reducing the copper section of each coil 5 while amplifying their cooling, which allows the coils to receive currents more intense than if they were not cooled. This makes it possible to have a magnetic field that is sufficiently intense to exert a satisfactory motor torque on a rotor 11. For this purpose, a stator 1 according to the invention comprises thin coils 5 as illustrated in FIG. less than 5/13 of the thickness of a tooth 3 to ensure optimal evacuation of the calories of the coil 5. These coils 5, because of their finesse, have 7 bunted shortened, which reduces the bulk of the stator 1. This heat is then recovered by teeth 12 of a second set of substantially triangular shape disposed in the space left free of the notches 4. As shown in Figure 6, these teeth 12 of the second set extend to the inside of each notch 4 from the inner surface 2c of the annular body 2 of the stator 1 and come into contact with the external surfaces of the coils 5 in the notches 4. The contact of these teeth with the external faces of the coils 5 reduces the thermal resistance between the coil and the outside environment. The calories recovered by these teeth 12 are then discharged by the annular body 2 of the stator 1. These teeth 12 of the second set are truncated on their end in order to eliminate an area of the tooth 12 of the second set that can be the seat of losses. important.

En effet, plus l'extrémité ou tête 12a de cette dent 12 du deuxième ensemble est proche de l'entrefer 13 entre le stator 1 et le rotor 11 visible à la figure 7, plus la résistance thermique entre la bobine 5 et cette dent 12 est réduite, mais plus elle subira de pertes importantes dues au flux du rotor 11 et du stator 1. Il est donc avantageux de la tronquer. La hauteur de cette dent 12 du deuxième ensemble est généralement comprise entre la hauteur de la bobine 5, définie selon la direction radiale du stator 1, et un quart de cette même hauteur. Indeed, the more end or head 12a of this tooth 12 of the second set is close to the gap 13 between the stator 1 and the rotor 11 visible in Figure 7, plus the thermal resistance between the coil 5 and the tooth 12 is reduced, but more it will suffer significant losses due to the flow of the rotor 11 and the stator 1. It is therefore advantageous to truncate. The height of this tooth 12 of the second set is generally between the height of the coil 5, defined in the radial direction of the stator 1, and a quarter of this same height.

L'espace de l'encoche 4 laissé libre par les dents 12 du deuxième ensemble est mis à profit pour réaliser des connexions 8 des bobines 5. Ces connexions 8 se trouvent désormais situées en partie et essentiellement entre la surface supérieure 2a ou inférieure 2b du corps annulaire 2 du stator 1, dans l'espace situé au delà du paquet de fer des dents 12 du deuxième ensemble. Dans ce mode de réalisation illustré à la figure 8, les connexions 8 de la bobine 5 n'augmentent pas sensiblement la dimension du stator 1 selon la direction de son axe et donc la dimension du moteur selon la direction de son axe de rotation puisqu'elles sont essentiellement localisées entre la surface supérieure 2a et la surface inférieure 2b du corps annulaire 2 du stator The space of the notch 4 left free by the teeth 12 of the second set is used to make connections 8 of the coils 5. These connections 8 are now located in part and essentially between the upper surface 2a or lower 2b of the annular body 2 of the stator 1, in the space beyond the iron package of the teeth 12 of the second set. In this embodiment illustrated in FIG. 8, the connections 8 of the coil 5 do not substantially increase the dimension of the stator 1 in the direction of its axis and therefore the dimension of the motor in the direction of its axis of rotation since they are essentially located between the upper surface 2a and the lower surface 2b of the annular body 2 of the stator

Ces connexions 8 peuvent par exemple être réalisées par soudure électrique. Des éléments de connexion 14, visibles sur les figures 8 et 13, 25 peuvent également être placés sur ces connexions 8 dans les encoches 4, par exemple pour relier les différentes bobines. Chaque bobine 5 comprend deux fils de sortie. Tous ces fils de sortie 15 sont raccordés par l'intermédiaire d'un dispositif de connexion 16. L'un de ces fils 15 est raccordé en commun avec un des fils des 30 autres bobines 5 afin de réaliser le point neutre pour chaque bobine 5. Ce point neutre se présente sous la forme d'un premier anneau de connexion 17. Dans l'exemple présenté, cet anneau de connexion 17 du point neutre est placé du côté de la face inférieure 2b du corps annulaire 2. Bien entendu, l'invention ne se limite pas à ce mode de réalisation et cet anneau de 35 connexion 17 du point neutre pourrait être placé du côté de la face supérieure 2a du corps annulaire 2. These connections 8 may for example be made by electric welding. Connection elements 14, visible in FIGS. 8 and 13, can also be placed on these connections 8 in the notches 4, for example to connect the different coils. Each coil 5 comprises two output wires. All these output wires 15 are connected via a connecting device 16. One of these wires 15 is connected in common with one of the wires of the other 30 coils 5 in order to achieve the neutral point for each coil 5 This neutral point is in the form of a first connecting ring 17. In the example shown, this connecting ring 17 of the neutral point is placed on the side of the lower face 2b of the annular body 2. Of course, the The invention is not limited to this embodiment and this connecting ring 17 of the neutral point could be placed on the side of the upper face 2a of the annular body 2.

Cet anneau de connexion 17 du point neutre est isolé électriquement du corps annulaire 2 du stator 1 par un premier anneau d'isolation 18 isolant disposé entre le corps annulaire 2 et l'anneau de connexion 17 du point neutre. This connection ring 17 of the neutral point is electrically isolated from the annular body 2 of the stator 1 by a first insulating insulation ring 18 disposed between the annular body 2 and the connecting ring 17 of the neutral point.

Cet anneau de connexion 17 du point neutre est protégé électriquement du milieu extérieur par un deuxième clip d'isolation 19 isolant recouvrant le clip de connexion 17 en laissant toutefois apparents les éléments de connexion 14. Le reste des connexions 8, soit la moitié des fils de sortie 15 des bobines 5 sont réalisées sur la face supérieure 2a du corps annulaire 2 du stator 1. Bien entendu, dans un mode de réalisation où l'anneau de connexion 17 du point neutre est placé du côté de la face supérieure 2a du corps annulaire 2, le reste des connexions 8 est placée sur la face inférieure 2b du corps annulaire 2. This connection ring 17 of the neutral point is electrically protected from the external environment by a second insulating insulating clip 19 covering the connection clip 17, leaving the connection elements 14 visible, however. The remaining connections 8, ie half of the wires output 15 of the coils 5 are formed on the upper face 2a of the annular body 2 of the stator 1. Of course, in one embodiment where the connecting ring 17 of the neutral point is placed on the side of the upper face 2a of the body 2, the rest of the connections 8 is placed on the lower face 2b of the annular body 2.

Sur cette face 2a, le dispositif de connexion 16 comprend trois anneaux de connexion 20a, 20b, 20c correspondant aux trois phases du stator 1 (dans une configuration de moteur triphasé). Un fil de sortie 15 de bobine 5 sur trois bobines 5 consécutives est soudé à un même clip de connexion 20a, 20b ou 20c. On this face 2a, the connection device 16 comprises three connection rings 20a, 20b, 20c corresponding to the three phases of the stator 1 (in a three-phase motor configuration). An output wire 15 of coil 5 on three consecutive coils 5 is welded to the same connecting clip 20a, 20b or 20c.

Comme illustré aux figures 8 et 12, ces trois anneaux 20a, 20b, 20c de connexion sont isolés électriquement du corps annulaire 2, isolés des uns des autres et protégés du milieu extérieur par des anneaux d'isolation 21. Ces anneaux de connexion 20a, 20b, 20c comprennent des bornes de connexion 22a, 22b, 22c pour chaque phase avec une alimentation électrique extérieure. De plus, il peut être nécessaire, en fonction de la tension d'alimentation, de pouvoir adapter le bobinage 6. En général, lorsque la tension d'alimentation est divisée par deux, il faut augmenter le courant par deux. Les bobines 5 sont fabriquées avec deux fois moins de spires mais avec du fil de section supérieure, de manière à avoir le même remplissage des encoches 4. Toutefois, il faut augmenter la section des câbles de sortie se raccordant aux bornes de connexion 22a, 22b, 22c ainsi que la section des anneaux de connexion 17, 20a, 20b, 20c, ceci augmentant la dimension du moteur selon la direction de son axe de rotation. As illustrated in FIGS. 8 and 12, these three rings 20a, 20b, 20c of connection are electrically insulated from the annular body 2, isolated from each other and protected from the external medium by insulating rings 21. These connection rings 20a, 20b, 20c comprise connection terminals 22a, 22b, 22c for each phase with an external power supply. In addition, it may be necessary, depending on the supply voltage, to adapt the winding 6. In general, when the supply voltage is halved, increase the current by two. The coils 5 are manufactured with two times less turns but with the upper section wire, so as to have the same filling of the notches 4. However, it is necessary to increase the section of the output cables connecting to the connection terminals 22a, 22b , 22c and the section of the connecting rings 17, 20a, 20b, 20c, this increasing the size of the motor in the direction of its axis of rotation.

Afin d'éviter cela, il est possible de doubler le nombre de bornes de connexion 22a, 22b, 22c par phase et de les répartir sur les anneaux de connexion 20a, 20b, 20c de manière à ce qu'elles soient à une égale distance l'une de l'autre, c'est-à-dire selon une disposition à 180° sur la forme circulaire des anneaux de connexion 20a, 20b, 20c. De la sorte, la densité de courant maximale dans les pièces de connexion 17, 20a, 20b, 20c n'est pas augmentée et on peut conserver la section des câbles de sortie constante. La dimension du moteur selon son axe de rotation n'est pas accrue. Il est également possible de tripler le nombre de bornes de connexion 22a, 22b, 22c par phase. Celles-ci seraient alors réparties sur les anneaux de connexion 20a, 20b, 20c à égale distance les unes des autres, c'est-à-dire selon une disposition à 120° sur la forme circulaire des anneaux de connexion 20a, 20b, 20c. Dans un mode de réalisation illustré aux figures 9 et 10, une isolation électrique souple est réalisée à l'aide d'un dispositif isolant 23 comprenant une partie intérieure 23a isolant électriquement les surfaces intérieures d'une bobine 5 d'une dent 3, et une partie extérieure isolant électrique les surfaces extérieures latérales d'une bobine 5 des dents 12 consécutives du deuxième ensemble. Ce dispositif isolant 23 souple comporte une résistance thermique 20 faible afin de ne pas gêner à l'évacuation des calories vers l'extérieur de la bobine 5. Afin d'éviter de border la partie intérieure 23a et la partie extérieure 23b, une rainure 24 visible sur les figures 9 et 10, est ménagée sur la surface intérieure 2c du corps annulaire 2 du stator 1 de part et d'autre de la base de 25 chacune des dents 3. Celle-ci permet à la partie intérieure 23a du dispositif isolant 23 de s'enfoncer dans le corps annulaire 2 et permet de garantir une distance d'isolation suffisante entre la bobine 5 et le corps annulaire 2. Aux extrémités de l'empilement 11 a de fer constituant le rotor 11 et 30 de l'empilement la de fer constituant le corps annulaire 2 du stator 1, les flux magnétique du rotor 11 et du stator 1, ne s'inscrivent plus uniquement dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du moteur mais ont également une composante non négligeable selon une direction parallèle à l'axe de rotation du moteur. 35 Cette composante est représentative des flux de fuites du moteur et ces flux de fuites ont pour inconvénient de réduire le couple du moteur. To avoid this, it is possible to double the number of connection terminals 22a, 22b, 22c per phase and to distribute them on the connection rings 20a, 20b, 20c so that they are at an equal distance one of the other, that is to say in a 180 ° arrangement on the circular shape of the connection rings 20a, 20b, 20c. In this way, the maximum current density in the connecting pieces 17, 20a, 20b, 20c is not increased and the section of the output cables can be kept constant. The size of the engine along its axis of rotation is not increased. It is also possible to triple the number of connection terminals 22a, 22b, 22c per phase. These would then be distributed over the connection rings 20a, 20b, 20c at equal distances from each other, that is to say in a 120 ° arrangement on the circular shape of the connecting rings 20a, 20b, 20c. . In one embodiment illustrated in FIGS. 9 and 10, a flexible electrical insulation is produced using an insulating device 23 comprising an inner part 23a electrically isolating the inner surfaces of a coil 5 of a tooth 3, and an outer electrical insulating part the outer lateral surfaces of a coil 5 of the consecutive teeth 12 of the second set. This flexible insulating device 23 has a low thermal resistance 20 so as not to hinder the evacuation of the calories towards the outside of the coil 5. In order to avoid tying the inner part 23a and the outer part 23b, a groove 24 visible in Figures 9 and 10, is provided on the inner surface 2c of the annular body 2 of the stator 1 on either side of the base of each of the teeth 3. This allows the inner portion 23a of the insulating device 23 to sink in the annular body 2 and ensures a sufficient isolation distance between the coil 5 and the annular body 2. At the ends of the stack 11a iron constituting the rotor 11 and 30 of the stack the iron constituting the annular body 2 of the stator 1, the magnetic flux of the rotor 11 and the stator 1, no longer fit only in a plane perpendicular to the axis of rotation of the motor but also have a significant component according to a direction by allele to the axis of rotation of the engine. This component is representative of the engine leakage flows and these leak flows have the drawback of reducing the engine torque.

Lors de la réalisation de moteurs courts, ces effets d'extrémité deviennent importants. Pour limiter ce problème, il est possible d'augmenter la longueur de l'empilement 11 a de fer du rotor 11 selon la direction de l'axe de rotation pour qu'elle soit supérieure à la longueur de l'empilement la de fer du stator 1, tout en étant inférieure à la longueur des bobines 5. Ainsi, les portions du rotor 11 en saillie de celles du stator 1 permettent de suppléer aux flux perdus dans les extrémités sans augmenter la longueur totale du moteur. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des exemples particuliers de réalisation, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons. When making short motors, these end effects become important. To limit this problem, it is possible to increase the length of the iron stack 11a of the rotor 11 in the direction of the axis of rotation so that it is greater than the length of the iron stack of the stator 1, while being less than the length of the coils 5. Thus, the portions of the rotor 11 projecting from those of the stator 1 can compensate for lost flux in the ends without increasing the total length of the motor. Although the invention has been described in connection with particular embodiments, it is obvious that it is not limited thereto and that it includes all the technical equivalents of the means described and their combinations.

Claims

REVENDICATIONS1. Stator (1) for an electric motor comprising an annular body (2) comprising a plurality of teeth (3) evenly distributed on its inner surface (2c) and forming notches (4) therebetween, and comprising coils (5) arranged around it of each of the teeth (3), the stator (1) being characterized in that the thickness of each of the coils (5) is less than 5/13 of the thickness of a tooth (3).

Stator (1) according to claim 1 comprising, in addition to a first set of teeth around which the coils (5) are arranged, a second set of teeth (12) extending inside each notch ( 4) between two teeth (3) of the first set from the inner surface (2c) of the annular body (2) of the stator (1) and coming into contact with the outer faces of two coils (5).

3. Stator (1) according to claim 2 wherein the teeth of the second set (12) have a substantially triangular shape converging between a base located on the inner surface (2) of the annular body (2) and a truncated head (12a). .

4. Stator (1) according to claim 3, wherein the height of the teeth of the second set (12), defined in the radial direction of the stator (1), is between the height of a coil (5) and a quarter the height of said coil (5).

5. Stator (1) according to one of claims 1 to 4 wherein each coil (5) has connections (8) and forms two portions, called buns (7), located beyond an end plane (2a, 2b) of the annular body (2) of the stator (1) and having an outer surface (7a) extending transversely to the axis of the stator (1), the connections (8) of the coil (1) opening partly and essentially between the two outer surfaces (7a) of a coil bun (7) (5).

6. Stator (1) according to claim 5, provided it depends on one of claims 2 to 4 wherein the connections (8) of the coil (5) open between the tooth of the second set (12) and the one of the two outer surfaces (7a) of a coil bun (7) (5).

7. Stator (1) according to one of claims 5 to 6 comprising a connection device (16) of all connections (8) of the coils (5).

8. Stator (1) according to claim 7 wherein the connecting device (16) is in the form of a plurality of conductive rings (17, 20a, 20b, 20c) and insulating (18, 19, 21) .

9. Stator (1) according to claim 8, wherein a portion of these rings (20a, 20b, 20c) carries phases of the stator (1), each phase having N connection terminals 22a, 22b, 22c distributed essentially equidistant from each other, N being a non-zero integer.

10. Stator (1) according to one of claims 7 to 9 wherein the connecting device (16) comprises a first portion disposed on a first face (2a) of the annular body (2) of the stator (1) and a second part arranged on a second face (2b) of the annular body (2) of the stator (1).

11. Stator (1) according to one of the preceding claims comprising a device (23) of flexible electrical insulators.

12. Stator (1) according to claim 11 wherein the insulating device (23) comprises a first inner portion (23a) disposed against the inner surface of each coil (5) and around the outer surface of each of the teeth (3).

13. Stator according to claim 12 wherein each first inner portion (23a) is inserted into grooves (24) formed on the inner surface (2c) of the annular body (2) of the stator (1).

14. Stator according to one of claims 11 to 12 wherein the insulating device (23) comprises a second outer portion (23b) disposed around the outer surface of each coil (5).

15. Electric motor comprising a stator (1) according to one of claims 1 to 14.

16. Motor according to claim 15, wherein an iron stack (11 a) of the rotor (11) is longer in the direction of the axis of rotation of the motor than the stack (1 a) of iron of the stator ( 1), while being shorter than the coils (5) of the stator (1). 30