FR2984632A1 - Procede de bobinage de fil electrique sur un rotor a poles saillants, rotor a poles saillants et dispositif de bobinage de fil electrique associes - Google Patents

Abstract

L'invention concerne essentiellement un procédé de bobinage de fil électrique sur un rotor (30) à pôles saillants comportant : - un paquet (36) de tôles ayant un axe (R) de rotation et comportant au moins deux pôles (44) saillants radialement à partir d'une âme, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - détermination (200) du nombre de pôles (44) et des dimensions générales du paquet (36) de tôles, - détermination (201) de la durée de bobinage souhaitée, - détermination (202) du nombre minimum de spires du fil souhaité, - détermination (203) de la mise en série ou en parallèle des bobinages (50) des pôles (44) du rotor (30), - détermination (204) du diamètre du fil en fonction du nombre de pôles (44), des dimensions générales du paquet (36) de tôles, de la durée de bobinage, du nombre minimum de rangées de fils et de la mise en série ou en parallèle des bobinages (50), - bobinage (205) des pôles (44) avec le fil présentant le diamètre préalablement déterminé.

Description

PROCEDE DE BOBINAGE DE FIL ELECTRIQUE SUR UN ROTOR A POLES SAILLANTS, ROTOR A POLES SAILLANTS ET DISPOSITIF DE BOBINAGE DE FIL ELECTRIQUE ASSOCIES. [01] DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [2] L'invention concerne un procédé de bobinage de fil électrique sur un rotor à pôles saillants, ainsi qu'un dispositif de bobinage de fil électrique associé. [3] L'invention trouve une application particulièrement avantageuse 10 dans le domaine des machines électriques tournantes telles que les alternateurs, les alterno-démarreurs et les ralentisseurs électromagnétiques. [4] ETAT DE LA TECHNIQUE [5] Le document US 2008/0277521 présente un procédé de bobinage d'un fil électrique autour de stators multipolaires. Les stators sont formés par 15 un noyau de feuilles ferromagnétiques ayant un axe et une pluralité de pôles qui s'étendent radialement définissant des encoches entre eux, et par une plaque à bornes qui recouvre en partie le noyau et a une pluralité de bornes. [6] Dans ce procédé, un fil est positionné par un instrument multifonctionnel à une extrémité d'un des pôles. Un support vient se fixer au 20 stator et entraine le stator en rotation par rapport à l'instrument maintenant le fil qui est fixe pour assurer le bobinage. [7] Cependant, un tel procédé n'est pas adapté pour bobiner le fil sur un rotor comportant de nombreux pôles, en particulier un rotor à au moins huit pôles, dans la mesure où le nombre de spires du fil à chaque étage du 25 bobinage est sensiblement identique ce qui implique une section sensiblement rectangulaire du bobinage. En conséquence, les bobinages de deux pôles adjacents auraient tendance à interférer l'un avec l'autre. [8] En outre, pour les procédés faisant appel à une aiguille de guidage, l'intervalle réservé au passage de l'aiguille est généralement égal à 30 environ trois fois le diamètre du fil. En conséquence, plus le diamètre du fil est important, plus la place nécessaire pour insérer l'aiguille dans l'encoche doit être importante. L'utilisation de fils de grand diamètre limite donc les surfaces bobinables ainsi que le taux de remplissage des espaces entre deux pôles. Il est donc là encore difficile de bobiner des rotors présentant un grand nombre de pôles avec un fil de grand diamètre. On rappelle que le taux de remplissage correspond au nombre de passage du fil dans l'espace entre deux pôles. [9] OBJET DE L'INVENTION [10] L'invention a notamment pour but de remédier à cet inconvénient 10 en proposant un procédé de bobinage adapté au bobinage d'un rotor ayant de nombreux pôles permettant de limiter le diamètre du fil utilisé. [11] A cet effet, l'invention concerne un procédé de bobinage de fil électrique sur un rotor à pôles saillants comportant : - un paquet de tôles ayant un axe de rotation et comportant au moins deux 15 pôles saillants radialement à partir d'une âme, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - détermination du nombre de pôles et des dimensions générales du paquet de tôles, - détermination de la durée de bobinage souhaitée, 20 - détermination du nombre minimum de spires du fil souhaité, - détermination de la mise en série ou en parallèle des bobinages des pôles du rotor, - détermination du diamètre du fil en fonction du nombre de pôles, des dimensions générales du paquet de tôles, de la durée de bobinage, du 25 nombre minimum de rangées de fils et de la mise en série ou en parallèle des bobinages, - bobinage des pôles avec le fil présentant le diamètre préalablement déterminé. [012] Selon une mise en oeuvre, l'étape de bobinage des pôles est 30 effectuée de sorte que le bobinage d'un pôle présente en coupe une forme en triangle, le nombre de spires du fil dans une rangée ayant tendance à augmenter lorsque l'on se déplace de l'âme du paquet de tôles vers l'extérieur. [013] Selon une mise en oeuvre, le fil d'une bobine étant guidé par une aiguille pour le bobinage, l'étape de bobinage des pôles comporte les sous-étapes suivantes : - déplacer en translation de l'aiguille vers l'âme du paquet de tôles suivant un axe perpendiculaire à l'axe de rotation du paquet de tôles, de manière à positionner le fil électrique entre deux pôles, - déplacer en translation suivant l'axe de rotation du paquet de tôles le paquet de tôles de manière à positionner une section du fil électrique entre deux premières extrémités axiales opposées dudit pôle, - déplacer en rotation autour de l'axe de rotation du paquet de tôles le paquet de tôles de manière à positionner une section de ce fil électrique entre deux premières extrémités radiales opposées dudit pôle, - déplacer en translation suivant l'axe de rotation du paquet de tôles le paquet de tôles, dans le sens contraire de l'étape précédente, de manière à positionner une section de ce fil entre deux deuxièmes extrémités axiales opposées dudit pôle, - déplacer en rotation autour de l'axe de rotation du paquet de tôles le paquet de tôles, dans le sens contraire de l'étape précédente, de manière à positionner une section de ce fil électrique entre deux deuxièmes extrémités radiales opposées dudit pôle, ces sous-étapes étant réitérées jusqu'à la fin du bobinage dudit pôle. [014] L'invention concerne en outre un rotor à pôles saillants obtenu par le procédé de bobinage caractérisé en ce qu'il comporte : - un paquet de tôles ayant un axe de rotation et comportant au moins deux pôles saillants radialement à partir d'une âme, et - un bobinage présente en coupe une forme en triangle, le nombre de spires du fil dans une rangée ayant tendance à augmenter lorsque l'on se déplace de l'âme du paquet de tôles vers l'extérieur. [15] Selon un mode de réalisation, le rotor comporte douze pôles, les bobinages des pôles étant mis en parallèles et comportant 89 spires d'un fil de bobinage de diamètre de 0.85 millimètres. [16] L'invention concerne en outre un dispositif de bobinage de fil électrique autour d'un rotor à bobiner comportant un paquet de tôles ayant un axe de rotation et comportant au moins deux pôles saillants radialement à partir d'une âme, caractérisé en ce qu'il comporte : - un support de rotor destiné à porter le rotor à bobiner, ce support de rotor comportant un arbre sur lequel le paquet de tôles du rotor est monté solidaire en rotation et en translation, - un dispositif de distribution de fil électrique comportant une bobine et un support d'aiguille portant une aiguille guidant le fil, ce support d'aiguille se déplaçant en translation sur un rail d'axe sensiblement perpendiculaire à l'axe de l'arbre de manière à pouvoir positionner les spires des pôles suivant une direction radiale du rotor. [017] Selon un mode de réalisation, le dispositif de bobinage de fil électrique comporte en outre une pièce de guidage comportant : - une paroi radiale munie d'une ouverture principale appartenant au rotor autorisant le passage de l'arbre, - au moins un pion de guidage positionné sur une face externe de la paroi radiale, ce pion de guidage présentant au moins un bord latéral sur lequel le fils de bobinage prend appui, ce pion de guidage assurant le guidage du fil lors de l'opération de bobinage du rotor et le maintien du fil dans une position fixe une fois l'opération de bobinage du rotor terminée. [018] BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [019] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. Elles montrent : [020] Figure 1 : une vue en coupe axiale d'une machine électrique tournante munie d'un rotor selon l'invention ; [21] Figure 2: une vue en perspective éclatée d'un rotor selon l'invention qui n'est pas bobiné ; [22] Figures 3a et 3b : des vues en perspective d'un rotor bobiné selon l'invention sans les flasques ni le résolveur ; [23] Figure 4 : une vue en perspective du dispositif de bobinage de fil électrique selon l'invention ; [24] Figure 5 : diagramme fonctionnel montrant les différentes étapes du procédé de bobinage de fil électrique selon l'invention, sur lequel est positionné le paquet de tôles du rotor selon l'invention ; [25] Figures 6a-6b : des vues en coupe d'un pôle bobiné suivant le procédé de bobinage selon l'invention ; [26] Figure 7 : diagramme fonctionnel montrant les différentes sous-étapes de l'étape de bobinage des pôles du procédé de bobinage de fil électrique selon l'invention ; [27] Figure 8 : diagramme fonctionnel montrant les différentes sous-étapes des sous-étapes de bobinage d'un pôle du procédé de bobinage de fil électrique selon l'invention ; [28] Figures 9a-9b : des vues en perspective du dispositif de bobinage de fil électrique selon l'invention bobinant un pôle suivant le procédé selon l'invention. [29] Les éléments identiques, similaires ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre. [30] DESCRIPTION D'EXEMPLES DE REALISATION DE 20 L'INVENTION [31] L'invention concerne un rotor 30 à pôles saillants pour une machine 10 électrique tournante notamment un alternateur ou un alternodémarreur. Cette machine 10 est de préférence destinée à être mise en oeuvre dans un véhicule automobile. 25 [032] On rappelle qu'un alterno-démarreur est une machine électrique tournante apte à travailler de manière réversible, d'une part, comme générateur électrique en fonction alternateur et, d'autre part, comme moteur électrique notamment pour démarrer le moteur thermique du véhicule automobile. Un tel alterno-démarreur est décrit par exemple dans le document WO-A-01/69762 auquel on se reportera pour plus de précisions. [33] Cette machine 10 comporte essentiellement un carter 11 et, à l'intérieur de celui-ci, un rotor 30 solidaire en rotation d'un arbre 35 central de rotor et un stator 12 annulaire qui entoure le rotor 30 de manière coaxiale à l'arbre 35 d'axe B constituant également l'axe du rotor 30. [34] Le stator 12 comporte un corps en forme d'un paquet de tôles doté d'encoches, par exemple du type semi-fermé, pour le montage d'un bobinage de stator 13 comportant plusieurs enroulements. Ce bobinage de stator 13 comporte par exemple un jeu d'enroulements triphasé en étoile ou en triangle, dont les sorties sont reliées à un pont redresseur (non représenté) comportant des éléments redresseurs comportant des éléments redresseurs tels que des diodes ou des transistors du type MOSFET, notamment lorsque la machine 10 est du type réversible et consiste en un alterno-démarreur comme décrit par exemple dans le document FR-A2.745.445 (US-A-6.002.219). [35] Les enroulements du bobinage de stator 13 sont obtenus à l'aide d'un fil continu, électriquement conducteur, revêtu d'une couche isolante et monté dans les encoches concernées du corps du stator 12. [036] Selon une variante non représentée, pour un meilleur remplissage des encoches du corps du stator 12, les enroulements 13 sont réalisés à l'aide de conducteurs en forme de barres, tel que des épingles, reliées entre elles par exemple par soudage. [037] Selon une autre variante non représentée, pour réduire le taux d'ondulation et les bruits magnétiques, le bobinage de stator 13 comporte deux jeux d'enroulements triphasés pour former un dispositif d'enroulements composites de stator 12, les enroulements étant décalés de trente degrés électriques comme décrit par exemple dans les documents US-A1-2002/0175589, EP-0.454.039 et FR-A-2.784.248. Dans ce cas il est prévu deux ponts redresseurs et toutes les combinaisons d'enroulements triphasés en étoile et/ou en triangle sont possibles. [38] D'une manière générale, l'alternateur est du type polyphasé et le pont redresseur permet notamment de redresser le courant alternatif produit dans les enroulements du stator 12 en un courant continu notamment pour charger la batterie (non représentée) du véhicule automobile et alimenter les charges et les consommateurs électriques du réseau de bord du véhicule automobile. [39] Comme illustré à la Figure 1, l'arbre 35 du rotor 30 est monté à rotation autour de son axe B d'orientation axiale dans le stator 12 de la machine 10. [040] Le carter 11 est en au moins deux parties, à savoir un palier 14 avant et un palier 15 arrière. Les paliers 14, 15 sont de forme creuse et portent chacun centralement un roulement à billes respectivement 16 et 17 pour le montage à rotation de l'arbre 35 du rotor 30. [041] Le carter 11 comporte une partie intermédiaire (non référencée) portant intérieurement le corps du stator. Cette partie intermédiaire est intercalée axialement entre les paliers 14, 15 dotés chacun d'une pluralité d'ouvertures, dont l'une (non référencée) est visible à la figure 1, pour ventilation interne de la machine à l'aide d'un ventilateur décrit plus en détails ci-après. [042] L'arbre 35 du rotor 30 porte à son extrémité avant une poulie 18 qui est agencée à l'extérieur du carter 11. La poulie 18 appartient à un dispositif de transmission de mouvements par l'intermédiaire d'au moins une courroie (non représentée) entre l'alternateur et le moteur thermique du véhicule automobile. [043] La Figure 2 montre le rotor 30 comportant l'arbre 35, un paquet 36 de tôles ayant un axe R de rotation parallèle à l'axe B lorsque le rotor 30 est monté coaxialement sur l'arbre 35. Ce paquet 36 de tôles comporte au moins deux pôles 44 saillants radialement. Le rotor 30 comporte en outre un bobinage 50 d'excitation (cf. Figures 3a-3b) enroulé selon le procédé de bobinage autour de chaque pôle 44, de manière que des portions 51 d'extrémité axiale du bobinage 50, dîtes « chignons » font saillie axialement par rapport à chaque face 40, 41 d'extrémité radiale externe du paquet 36 de tôles. Des flasques 55, 56 de maintien du paquet 36 de tôles et des chignons 51 des bobinages 50 sont agencés axialement de part et d'autre du paquet 36 de tôles. [044] Plus précisément, le paquet 36 de tôles est monté coaxialement sur l'arbre 35 de rotor 30 dans le carter 11, à l'intérieur du stator 12. Le paquet 36 de tôles est monté solidaire en rotation de l'arbre 35. A cet effet, le paquet 36 de tôles comporte un orifice 37 axial central qui est emmanché à force sur un tronçon moleté de l'arbre 35. En variante, l'âme du paquet 36 de tôles présente une ouverture 38 munie d'évidements répartis de manière régulière circonférenciellement autour de l'ouverture 38 destinés à coopérer avec des languettes de forme correspondante appartenant à l'arbre 35. Dans un exemple de réalisation, ces évidements présentent en vue de dessus une forme circulaire. [045] Le paquet 36 de tôles est formé d'un empilement axial de tôles qui s'étendent dans un plan radial perpendiculaire à l'axe B de l'arbre 35. Le paquet 36 de tôles forme le corps du rotor 30 et est en matière ferromagnétique. Ce paquet 36 de tôles comporte ici une âme centrale cylindrique et des pôles 44 saillants radialement à partir de l'âme. Ces pôles 44 sont dans un mode de réalisation d'un seul tenant avec l'âme. En variante les pôles 44 sont rapportés sur l'âme, par exemple par une liaison du type tenons-mortaises comme décrit dans le document FR 2 856 532. Un pôle 44 sur deux ou tous les pôles 44 sont rapportés sur l'âme de manière à faciliter le bobinage, le montage et le démontage des pôles 44. En variante, un retour 45 saillant d'un pôle 44 sur deux ou le retour 45 saillant de tous les pôles 44 est rapporté par rapport à un bras 39 correspondant. [046] Dans la suite de la description, des faces radiales orientées vers le milieu du paquet 36 de tôles seront qualifiées de faces internes tandis que les faces radiales orientées dans un sens opposé seront qualifiées de faces externes. On considère également que le côté arrière du rotor 30 est situé du côté du résolveur 100 tandis que le côté avant est situé du côté opposé. [047] Ainsi, le paquet 36 de tôles est délimité axialement par la première face 40 radiale externe d'extrémité avant et par la deuxième face 41 radiale externe opposée d'extrémité arrière. [48] Dans un plan radial, les tôles du paquet 36 de tôles ont toutes un contour identique. Le contour des tôles est découpé de forme globalement circulaire et comporte les pôles 44 saillants, qui sont répartis régulièrement selon une direction radiale et saillants de l'arbre 35 vers la périphérie externe. Le paquet 36 de tôles comporte au moins deux pôles 44 et dans l'exemple représenté aux Figures 2, 3a-3b, il comporte douze pôles 44. [49] Chaque pôle 44 est constitué d'un bras 39 et d'un retour 45 saillant. Le bras 39 s'étend radialement depuis l'âme vers la périphérie extérieure en direction du stator 12. L'extrémité libre du pôle 44 se termine par le retour 45 saillant circonférentiellement de part et d'autre du bras 39. Un entrefer annulaire existe entre l'extrémité libre des pôles 44 et la périphérie intérieure du corps du stator 12. [50] La fonction du retour 45 saillant de chaque pôle 44 est de retenir dans la direction radiale un bobinage 50 d'excitation électriquement conducteur, qui est enroulé autour du bras 39 radial de chaque pôle 44 comme cela est décrit ci-dessous, à l'encontre de la force centrifuge subie par le bobinage 50 d'excitation lors de la rotation du rotor 30. [51] Les bobinages 50 d'excitation de chaque pôle 44 sont reliés électriquement entre eux par des fils de liaison, par exemple en série en variante en parallèle. Les fils de liaison et des bobinages 50 pourront être des fils en cuivre recouverts d'émail. Ces bobinages 50 d'excitation sont alimentés électriquement par un collecteur 101, du type de celui décrit dans le document FR 2 710 197 auquel on se reportera, qui comporte des bagues collectrices 102, qui sont agencées autour d'une extrémité arrière de l'arbre 35. Ce collecteur 101 est par exemple réalisé par surmoulage de matière électriquement isolante sur des éléments électriquement conducteurs (non visibles) reliant les bagues 102 à un anneau (non référencé) relié électriquement par des liaisons filaires aux extrémités du ou des bobinages 50 d'excitation du rotor 30. Le collecteur comporte des pattes. [052] Les bagues collectrices 102 sont alimentées électriquement par l'intermédiaire de balais (non représentés) qui appartiennent à un porte-balais et qui sont disposés de façon à frotter sur les bagues collectrices 102.

Le porte-balais est généralement agencé dans le carter 11 et il est relié électriquement à un régulateur de tension (cf. Figure 1). [53] Avantageusement, pour augmentation de la puissance de la machine 10 électrique, le rotor 30 comporte en outre des aimants s'étendant axialement au voisinage de la périphérie externe du rotor 30. Ainsi les aimants sont agencés régulièrement autour de l'arbre 35 en alternance avec les pôles 44. A cet effet, chaque aimant est positionné entre deux pôles 44 saillants adjacents, les extrémités libres des retours 45 de deux pôles 44 saillants étant munies d'encoches maintenant l'aimant de manière immobile entre les deux pôles. Une même encoche peut contenir un seul ou une pluralité d'aimants, par exemple deux aimants dont un en terre rare et un en ferrite. [54] Le rotor 30 comporte au moins huit pôles 44 agencés par paires diamétralement opposés. Le nombre de pôles est en variante égal à 10, ou 12 voir plus. Ici, il est prévu une alternance circonférentielle de douze pôles 44 et de douze aimants. Le nombre de pôles 44 et le nombre d'aimant sont variables suivant l'application. On peut prévoir un mode de réalisation sans aimants. Dans un autre mode de réalisation le nombre d'aimants est inférieur au nombre de pôles 44. Toutes ces dispositions permettent d'augmenter à volonté la puissance de la machine. Par simplicité, à titre non limitatif, on supposera dans la suite qu'il est prévu douze pôles 44 diamétralement opposés, douze bobinages 50 et douze aimants. Les pôles 44 et les aimants sont répartis ici circonférentiellement de manière régulière. [55] Plus précisément les aimants sont montés entre les retours saillants 45 de deux pôles saillants 44, lesdits retours 45 présentant des encoches sous la forme de rainures à profil en forme de U, comme décrit par exemple dans le document FR 2 784 248. Le montage des aimants dans au moins une rainure pourra donc être réalisé à l'aide d'une lame et interposition d'une colle plus souple que l'aimant. En variante les aimants sont montés dans les rainures à l'aide de ressorts. [56] D'une manière générale un faible jeu, appelé entrefer, existe entre la périphérie externe des pôles 44 et la périphérie interne du corps du stator 12. [57] Comme le montre la Figure 3a, le rotor 30 comporte en outre une pièce de guidage 120 positionnée sur une face d'extrémité radiale externe du paquet de tôles 36. Cette pièce de guidage 120 comporte une paroi 121 radiale munie d'une ouverture principale autorisant le passage de l'arbre 35 et au moins un pion 125 de guidage positionné sur une face externe de la paroi 121 radiale présentant au moins un bord 126 latéral sur lequel le fil de bobinage 50 prend appui, ce pion 125 assurant le guidage du fil lors de l'opération de bobinage du rotor 30 et le maintien du fil dans une position fixe une fois l'opération de bobinage du rotor 30 terminée. La pièce de guidage est électriquement isolante. Elle est par exemple en matière plastique telle que du PA 6.6 [58] La pièce de guidage 120 comporte en outre au moins un pion 130 interne d'extrémité. Dans un mode de réalisation le pion 130 est identique au pion 125. Dans un autre mode de réalisation le pion 130 est en forme de crochet assurant la fixation d'une extrémité du fil de bobinage. [59] Les pions 125, 130 sont d'un seul tenant avec la paroi 121 en étant dans ce mode de réalisation venu de moulage avec la paroi 121 de la pièce 120. Ils sont saillants en direction opposée au paquet de tôles 36. Le pion 130 est implanté à l'intérieur du pion 125, c'est-à-dire sur une circonférence de diamètre inférieur à celui du pion 125. [60] Dans cette réalisation, le pion 125, comporte quatre bords 126 et une face 127 supérieure constituant la face sommitale du pion 125 saillant. Deux des bords 126 constituent les bords latéraux du pion 125 et les deux autres bords respectivement le bord longitudinal supérieur et le bord longitudinal inférieur du pion. Les bords latéraux sont parallèles entre eux. Il en est de même des bords supérieur et inférieur. Ce pion 125 présente ainsi une section de forme rectangulaire. Avantageusement les arrêtes des bords 126 sont arrondies et les coins du pion 125, c'est-à-dire l'extrémité libre des bords 126, sont chanfreinés pour ne pas blesser les portions de fils de liaison entre deux bobinages 50 consécutifs. Le pion 130 interne d'extrémité comporte, dans le mode de réalisation en forme de crochet, une partie 131 supérieure s'étendant dans une direction sensiblement parallèle à la paroi 121 radiale de la pièce 120 de guidage et une partie 132 inférieure, reliant la partie 131 supérieure à la paroi 121, cette partie 132 inférieure s'étendant dans une direction sensiblement perpendiculaire à la paroi 121 radiale de la pièce 120 de guidage. [61] Dans un mode de réalisation de l'invention, le bobinage des douze pôles 44 est réalisé de manière à monter en parallèle les six premiers pôles 44 adjacents du rotor 30 par rapport aux six derniers pôles 44 adjacents. Les bobinages 50 des six premiers pôles 44 adjacents sont alors constitués par un premier fil de bobinage et les bobinages 50 des six pôles 44 adjacents suivants sont constitués par un deuxième fil de bobinage. Deux opérations de bobinage sont donc effectuées pour ce rotor 30. Par pôles 44 adjacents, on entend deux pôles 44 positionnés côte-à-côte, chaque pôle 44 présentant une face en regard l'une de l'autre. [62] La pièce de guidage 120 comporte dans ce mode de réalisation une série de dix-huit pions 125 de guidage implantés globalement sur la même circonférence sur la face externe de la paroi 121 radiale et quatre pions 130 internes d'extrémité décalés radialement vers l'intérieur par rapport aux autres pions 125 pour le montage en parallèle des bobinages 50. [63] Plus précisément, deux pions 130 internes d'extrémité sont disposés de part et d'autre de chaque patte du collecteur 101. Les extrémités des fils de liaison entre les bobinages 50 sont enroulées autour des pions 130 internes et destinées à être fixés par sertissage dans les pattes. Ainsi un pion 130 interne d'extrémité est positionné sur la face externe de la paroi 121 radiale au niveau du premier pôle 44 pour lequel la première opération de bobinage est effectuée pour la fixation d'une des extrémités du premier fil de bobinage et un pion 130 interne d'extrémité est positionné sur la face externe de la paroi 121 radiale au niveau du dernier pôle 44 pour lequel la première opération de bobinage est effectuée pour la fixation de l'autre extrémité du premier fil de bobinage. De même, un pion 130 interne d'extrémité est positionné sur la face externe de la paroi 121 radiale au niveau du premier pôle 44 pour lequel la deuxième opération de bobinage est effectuée pour la fixation d'une des extrémités du deuxième fil de bobinage et un pion 130 interne d'extrémité est positionné sur la face externe de la paroi 121 radiale au niveau du dernier pôle 44 pour lequel la deuxième opération de bobinage est effectuée pour la fixation de l'autre extrémité du deuxième fil de bobinage. [064] En outre, les pions 125 de guidage sont répartis en ensemble de deux pions 125 adjacents assurant le guidage du fil de bobinage de liaison entre les deux bobinages 50 de deux pôles 44 adjacents. Par pions 125 adjacents, on entend des pions 125 positionnés côte-à-côte sur la périphérie de la face externe de la paroi 121 radiale de la pièce de guidage 120. Le fil de liaison entre deux pôles adjacent s'appuie sur l'un des bords latéraux d'un des pions et sur l'autre bord latéral 126 de l'autre pion adjacent (Figure 4a). [065] Ainsi pour un pôle 44 sur deux, deux ensembles de deux pions 125 sont positionnés à la périphérie externe de la face externe de la paroi 121 radiale, le premier ensemble assurant le guidage du fil de bobinage de liaison entre ledit pôle 44 et un des pôles 44 adjacents, le deuxième ensemble assurant le guidage du fil de bobinage entre ledit pôle 44 et l'autre pôle 44 adjacent, ces deux ensembles de deux pions 125 comportant un pion 125 en commun. [66] Les extrémités de chaque bobinage 50 sont alors en contact avec les bords 126 latéraux concernés de deux pions 125 adjacents pour une liaison en continu des bobinages 50. Les bords longitudinaux inférieurs des pions de guidage retiennent radialement le fil de liaison entre deux bobinages 50 consécutifs. Le montage a ainsi une bonne tenue malgré l'action de la force centrifuge. Bien entendu lorsque les bobinages 50 sont montés en série deux pions 130 internes suffisent. [67] On appréciera que la solution précitée à pions 125 assure la continuité entre les différents bobinages 50, qui sont tous au même potentiel. Les bobinages 50 peuvent être réalisées à l'aide d'une aiguille centralement creuse pour passage du fil et qui se déplace circonférentiellement, axialement et radialement. Cette aiguille bascule pour passer d'un pion 125 à un autre. Bien entendu en variante on peut supprimer les pions 130 internes et fixer directement les extrémités des fils sur les pattes. [68] Dans un mode de réalisation, la pièce de guidage 120 est intégrée à un élément 82 isolant d'un dispositif 80 d'isolation électrique des bobinages 50 par rapport au paquet de tôles 36, ce paquet de tôles comportant en outre un autre élément 81 isolant, qui est également en matière plastique telle que du PA 6.6. Le premier élément 81 isolant, dit élément 81 avant, est positionné contre la face 40 radiale externe du paquet 36 de tôles, tandis que le deuxième élément 82 isolant, dit élément 82 arrière, est positionné contre la face 41 radiale externe du paquet 36 de tôles. Ces éléments 81, 82 isolants assurent l'isolation électrique des chignons 51 des bobinages 50. Le dispositif 80 d'isolation de bobinages comporte en outre des isolants 83 d'encoche assurant l'isolation électrique des parties axiales des bobinages 50. [69] Plus précisément, l'élément 81 isolant comporte une paroi 85 radiale centrale munie d'une ouverture 86 principale autorisant le passage de l'arbre 35. L'élément 81 comporte des bras 88 s'étendant radialement à partir du bord externe de la paroi 85 radiale vers l'extérieur de l'élément 81.

L'élément 82 comporte des bras 88 s'étendant radialement à partir du bord externe de la pièce de guidage 120 vers l'extérieur de l'élément 82. Chacun de ces bras 88 comporte à son extrémité libre une casquette 89 s'étendant circonférentiellement de part et d'autre du bras 88. La casquette 89 s'étend également axialement en direction opposée au paquet de tôles 36 et ce à la périphérie interne des retours 45. [70] Les bras 88 des éléments 81, 82 isolants présentent de préférence, sur leur face externe, des rainures assurant un maintien radial des spires des bobinages 50. Les rainures des bras 88 de l'élément 81 isolant avant sont inclinées afin de faciliter le changement de rang lors de l'opération de bobinage consistant à enrouler un fil conducteur autour des différents pôles pour obtenir les bobinages 50 à spires. [71] La paroi 85 radiale et la pièce de guidage 120 comportent en outre deux parties 91 évidées destinées à recevoir des secteurs internes 79 d'un des flasques 55, 56 de maintien. Pour l'élément 82 isolant arrière, les parties 91 évidées sont diamétralement opposées. Bien entendu, le nombre et la forme des parties 91 évidées, en particulier l'angle d'ouverture et l'écart annulaire entre deux parties 91 évidées, pourront être adaptés en fonction du nombre et de la forme des secteurs 79 correspondants. Pour l'élément 81 isolant avant, les parties 91 évidées et l'ouverture 86 principale sont reliées entre elles, les parois internes délimitant l'orifice étant destinées à prendre appui localement sur la circonférence externe de l'arbre 35. [72] L'élément isolant 82 arrière comporte un rebord 96 annulaire délimitant l'ouverture 86 principale. Ce rebord 96 annulaire s'étend axialement depuis la face externe de l'élément 82 isolant vers l'extérieur du rotor 30. Lorsque le rotor 30 est monté, le rebord 96 est situé entre le collecteur 101 et un épaulement de l'arbre 35 du rotor 30. [73] Les éléments 81, 82 isolants comportent chacun deux dispositifs 98 d'encliquetage (de clipsage) destinés à coopérer par encliquetage (clipsage) avec des ouvertures correspondantes ménagées sur chaque face d'extrémité radiale de l'âme du paquet 36 de tôles. [74] Les isolants 83 d'encoche prennent la forme d'une membrane fine, réalisée dans un matériau électriquement isolant et conducteur de chaleur, par exemple un matériau aramide de type dit Nomex (marque déposée), cette membrane fine étant pliée de manière que chaque isolant 83 d'encoche est plaqué contre les parois internes axiales du paquet 36 de tôles entre deux pôles 44 adjacents. A cet effet, l'isolant 83 d'encoche présente cinq parties 110-114, chaque partie 110-114 étant pliée par rapport à une partie adjacente suivant un segment de pliage sensiblement parallèle à l'axe B du rotor 30. Une première partie 110 située vers le centre du rotor 30 est plaquée contre une partie de la circonférence externe de l'âme située entre deux pôles 44 adjacents. Deux parties 111, 112 en regard une de l'autre sont plaquées contre deux faces tournées l'une vers l'autre des bras 39 des pôles 44. Deux parties 113, 114 sont plaquées contre deux portions de deux retours 45 saillants adjacents. Le nombre d'isolants 83 d'encoche dépend du nombre de pôles 44, auquel il est égal. Ici, le nombre d'isolants 83 d'encoche est de douze. [75] Chaque bobinage 50 d'excitation comporte des spires enroulés autour du bras 39 d'orientation radiale de chaque pôle 44 recouvert d'isolants 83 d'encoche et des deux bras 88 des éléments 81, 82 isolants situés chacun à une extrémité de ce pôle 44, de manière que les chignons 51 du bobinage 50 d'excitation font saillie axialement par rapport à chaque face 40, 41 d'extrémité radiale externe du paquet 36 de tôles, comme représenté aux Figures 3a-3b. Plus particulièrement, la face radiale externe de chaque chignon 51 est décalée axialement vers l'extérieur par rapport à la face 40, 41 radiale externe associée du paquet 36 de tôles. Chaque pôle 44 comporte ainsi un bobinage 50 d'excitation qui comporte lui-même deux chignons 51 opposés. Comme visible dans les Figures 3a et 3b un espace interbobinage existe entre deux bobinages 50 et deux chignons 51 adjacents. Cet espace délimite un passage axial traversant le paquet de tôles 36. On notera que la largeur des chignons 51 et des bobinages 50 est décroissante par couche en allant radialement de la périphérie externe à la périphérie interne des chignons et des bobinages. [76] Suivant ce bobinage, chaque chignon 51 est en appui contre la face de la casquette 89 tournée vers le chignon 51. La casquette 89 est maintenue immobile par rapport au pôle 44 grâce au bras 88 associé plaqué entre une face radiale du pôle 44 et le fil de bobinage. La périphérie externe de casquette 89 en combinaison avec la périphérie interne du rebord 75 du flasque permet ainsi de retenir les chignons 51 malgré la force centrifuge provoquée par la rotation du rotor 30 s'exerçant sur lesdits chignons 51. [77] Une cohésion des spires du bobinage 50 est réalisée à l'aide d'une faible quantité de vernis d'imprégnation déposée sur les chignons qui durcit par polymérisation. En variante, la cohésion des spires des bobinages 50 est réalisée par l'intermédiaire d'une couche de liaison supplémentaire déposé sur le fil du bobinage 50 sous la forme d'un polymère d'imprégnation, qui durcie par chauffage et polymérisation , le chauffage étant réalisé par exemple par effet joule suite à un courant électrique circulant dans le bobinage. [78] Le premier flasque 55 de maintien du paquet 36 de tôle, dit flasque 55 avant et le deuxième flasque 56 de maintien du paquet 36 de tôle, dit flasque 56 arrière, sont montés coaxialement à l'arbre 35 de manière à enserrer axialement les éléments 81, 82 isolants et le paquet 36 de tôles. Ces flasques 55, 56 sont en matériau amagnétique en étant avantageusement métalliques pour mieux évacuer la chaleur. [79] Chaque flasque 55, 56 comporte une paroi 59 radiale s'étendant dans un plan radial perpendiculaire à l'axe B de l'arbre 35. Cette paroi 59 radiale est munie d'une ouverture 60 principale autorisant le passage de l'arbre 35. Le flasque 56 arrière comporte deux évidements 61 diamétralement opposés débouchant vers l'ouverture 60. Ces évidements 61 de forme sensiblement carrée vue du dessus permettent le passage chacun d'une patte du collecteur 101. [80] La paroi 59 radiale de chaque flasque 55, 56 présente un rebord 75 annulaire s'étendant sur toute la périphérie externe de la paroi 59 radiale et s'étendant axialement en direction du centre du rotor 30. Ce rebord 75 annulaire présente une face en appui sur les faces d'extrémité radiale externe des retours 45 des pôles 44 de sorte que les casquettes 89 des éléments 81 ,82 isolants sont prises en sandwich entre une face annulaire interne du rebord 75 et les chignons 51. Une telle configuration permet aux flasques 55, 56 de participer avec les casquettes 89 au maintien des chignons 51 malgré la force centrifuge provoquée par la rotation du rotor 30. Dans une variante, il serait également possible de faire appel uniquement au rebord 75 annulaire des flasques 55, 56 pour maintenir les chignons 51 en position. Dans ce cas les éléments 51, 52 isolants sont donc dépourvus de casquettes 89. [81] La face externe de la paroi 59 de chaque flasque 55, 56 porte des pales 70 formant un ventilateur. Chaque pale 70 s'étend axialement vers l'extérieur du rotor 30 depuis la face radiale externe du flasque 55, 56 associé. Avantageusement, pour une meilleure évacuation de la chaleur, les pales 70 sont réalisées venues de matière avec le flasque 55, 56 associé. De préférence, les pales 70 sont agencées à la périphérie de la face radiale externe du flasque 55, 56 de façon dissymétrique par rapport à l'axe B de l'arbre 35 pour augmenter les performances de ventilation et réduire les bruits lorsque le rotor 30 tourne. [082] En variante, les pales 70 appartiennent à un ventilateur séparé du flasque 55, 56. L'utilisation de flasques 55, 56 et de ventilateurs séparés permet d'adapter facilement les ventilateurs en fonction de la puissance de la machine 10 ciblée. Le flasque 55, 56 et le ventilateur sont alors fixés entre eux au moyen d'un dispositif de fixation formé par exemple par des éléments de fixation associés aux flasques 55, 56 coopérant avec des orifices du ventilateur. Cette fixation pourra être réalisée à l'aide de vis comme à la Figure 16 du document US 6 784 586, en variante par rivetage ou soudage par points. [83] L'un au moins des flasques 55, 56 pourra être dépourvu de pales 70. En variante les deux flasques 55, 56 pourront être dépourvus de pales. [84] Chaque flasque 55, 56 comporte par ailleurs une première série d'orifices 72 traversants situés autour de l'ouverture 60 principale, ces orifices 72 présentant un angle d'ouverture au moins égal à l'angle entre deux pôles 44 saillants successifs. Ici, cette première série d'orifices 72 comporte quatre orifices 72 présentant le même angle d'ouverture. Bien entendu, cela dépend des applications. Les quatre orifices 72 du flasque 55 avant sont agencés de manière régulière autour de l'ouverture 60 principale.

On notera que les orifices 72 n'ont pas la même taille d'un flasque 55 à l'autre pour créer une dissymétrie favorable pour l'écoulement axial de l'air entre les bobinages 50. [85] Chaque flasque 55, 56 comporte en outre une deuxième série d'orifices 73 traversants, chaque orifice 73 de la deuxième série étant positionné entre deux pales 70 successives. Il est possible de ménager de tels orifices 73 dans toutes les zones séparant deux pales 70 successives ou uniquement dans certaines de ces zones en fonction du circuit de ventilation souhaité. Ces orifices 73 présentent un angle d'ouverture plus petit que l'angle d'ouverture des orifices 72 de la première série d'orifices 72. Ici, les deuxièmes séries d'orifices 73 comportent quatorze orifices 73 de taille inégale. En variante il est prévu des lamages supplémentaires à l'image des lamages 68 décrits ci après. Ces lamages affectent radialement la périphérie externe de la paroi radiale 59 et axialement une partie du rebord 75. Ces lamages pourront être implantés au niveau des espaces libres entre deux retours 45. Bien entendu on peut supprimer des orifices 73 et remplacer ceux-ci par des lamages. Tout dépend des applications. La deuxième série d'orifices 73 pourra ne pas avoir la même taille d'un flasque à l'autre. [86] On notera que la largeur des chignons 51 et des bobinages 50 est décroissante par couche en allant radialement de la périphérie externe à la périphérie interne du chignon 51. Il en résulte la présence d'un espace interbobinage définissant un passage axial traversant (non référencé) entre deux bobinages 50 successifs. Les orifices 72 sont en vis-à-vis d'au moins la périphérie interne d'un passage entre deux bobinages successifs. Les orifices 72 du flasque 56 sont plus larges circonférentiellement et radialement que ceux du flasque 55. Les orifices 73 sont implantés radialement à l'extérieur des orifices 72, c'est-à-dire sur une circonférence moyenne supérieure à celle des premiers orifices, et ce, d'une part, au voisinage de la périphérie externe d'au moins un espace interbobinage et donc d'un passage et d'autre part, dans les zones libres entre deux pales 70 agencée de manière dissymétrique pour réduire les bruits. Il est réalisé ainsi une dissymétrie entre les deux flasques 55, 56 permettant une circulation axiale de l'air non perturbée par la présence éventuelle des aimants implantés à la périphérie externe du paquet de tôles 36 entre deux retours 45 implantés à l'extérieur des fentes. [87] Il est tiré partie de la présence des espaces interbobinage et donc des passages axiaux traversant entre deux bobinages 50 en vis à vis pour implanter les orifices 72, 73 et assurer une circulation de l'air à l'intérieur du rotor. On notera que les parties des orifices 72, 73 en regard d'un chignon permettent un accès à l'espace interbobinage du fait que les flasques 54, 55 sont creux. [88] Lorsque le rotor 30 tourne, les pales 70 et les deux séries d'orifices 72, 73 ainsi que les lamages permettent ainsi d'évacuer la chaleur emmagasinée notamment par circulation d'air à l'intérieur de la machine 10. Suivant le circuit de ventilation, l'air issu de l'extérieur du rotor 30 va pénétrer à l'intérieur du rotor 30 par les orifices 72, 73 d'un flasque 55, 56 pour s'écouler ensuite le long du rotor 30 à l'intérieur des espaces entre deux pôles 44 successifs pour ensuite ressortir du côté opposé via les orifices 72, 73 du flasque 55, 56 opposé. Les flasques 55, 56 constituent via leur pales 70 des ventilateurs internes ; les paliers 14, 15 présentant de manière connue des ouvertures d'entrée d'air et de sortie d'air. Le nombre d'orifices 72, 73, et de lamages, leurs dimensions, le nombre de pales 70, ainsi que leur agencement, pourront être adaptés en fonction du circuit de ventilation souhaité tout en conservant la résistance mécanique des flasques 55, 56. [89] La paroi 59 radiale de chaque flasque 55, 56 présente en outre sur sa face interne tournée vers le paquet 36 de tôles deux secteurs internes 79 s'étendant axialement vers le paquet 36 de tôles. Les secteurs internes 79 du flasque 55 sont insérés dans les parties 91 évidées de la paroi 85 radiale de l'élément 81 et les secteurs internes 79 du flasque 56 sont insérés dans les parties 91 évidées de la pièce de guidage 120. Dans un exemple ces secteurs 79 sont constitués par deux portions diamétralement opposées d'un même anneau. Les secteurs internes 79 constituent des butées axiales pour l'âme du paquet de tôles 36. [90] Le rebord 75 annulaire de chaque flasque 55, 56 comporte deux pions 77 de centrage destinés à coopérer avec des ouvertures 66 axiales ménagées dans les pôles 44 saillants. Les pions 77 permettent ainsi de faciliter le positionnement angulaire des flasques 55, 56 lors du montage. [91] Dans un mode de réalisation les flasques 55, 56 en matériau amagnétique sont réalisés en matière moulable telle que de l'aluminium pour bien évacuer la chaleur, ou en variante en matière plastique avantageusement renforcée par des fibres. [092] Les flasques 55, 56 sont fixés l'un à l'autre par des tirants 62 d'orientation axiale, qui sont ici au nombre de trois. A cet effet chaque flasque 55, 56 comporte trois orifices 65 destinés à permettre le passage de chaque tirant 62. Les tirants 62 traversent axialement, via les ouvertures 66 axiales ménagées dans les pôles, le paquet 36 de tôles depuis le flasque 55 avant jusqu'au flasque 56 arrière. Ces tirants 62 sont en matériau amagnétique, par exemple en Aluminium ou en inox. [093] La face radiale externe de chaque flasque 55, 56 comporte des lamages 68 pour loger les extrémités de chaque tirant 62. Ces lamages 68 autorisent un passage de l'air. [094] Selon une variante non représentée de l'invention, les flasques comportent d'autres moyens de refroidissement tels qu'au moins un caloduc implanté au niveau d'un retour 45. Ce caloduc pourra être implanté à la faveur d'un orifice 65 libre. L'arbre peut être un arbre conformé pour constituer un caloduc. [95] Selon un autre aspect de l'invention les orifices 65 de fixation du flasque 55 avant sont taraudés. Les tirants 62 comportent une extrémité filetée qui est vissée dans les orifices taraudés du flasque 55 avant lors du montage du rotor 30. En variante l'extrémité filetée du tirant 62 est autotaraudeuse en sorte que l'orifice 65 associé du flasque 55 est lisse. En variante, l'extrémité du tirant 62 est lisse et traverse l'orifice 65 associé du flasque 55, l'extrémité libre du tirant 62 étant écrasée au contact de la face externe du flasque 55 pour une fixation par rivetage. En variante, le tirant 62 est remplacé par une tige traversant les orifices 65 des flasques 55, 56 et du paquet 36 de tôles, les extrémités axiales de la tige étant écrasées au contact des faces externes des flasques 55, 56 pour une fixation par rivetage. [96] Le rotor 30 comporte un résolveur 100 permettant de connaître la position en rotation du rotor 30. Le résolveur 100 intervient notamment lorsque la machine 10 fonctionne en mode moteur (fonction démarreur), afin de pouvoir adapter convenablement la tension appliquée aux bobinages 50 du stator 12 en fonction de la position du rotor 30. Dans un exemple le résolveur 100 est remplacé par une cible magnétique associée à un ensemble de capteurs à effet Hall porté par un porte- capteur. [97] Plus précisément, le flasque arrière 56 est configuré pour porter un porte-cible qui est destiné à permettre à des capteurs associés de détecter la position angulaire du rotor 30. Les capteurs sont portés par un porte- capteurs dont la position est réglable circonférentiellement. La lecture de la cible est ici radiale. Le porte-cible avec sa cible et les capteurs solidaires d'un porte capteur appartiennent à des moyens de suivi de la rotation du rotor comme décrit dans le document W001/69762 auquel on se reportera pour plus de précisions. [98] En variante l'alternateur n'est pas réversible et est donc dépourvu de résolveur ou de cible magnétique. [099] L'invention tire partie des espaces interbobinage pour réaliser les bobinages configurés en conséquence. [0100] Ainsi afin de bobiner le rotor 30 à pôles saillants, on utilise dans un mode de réalisation un dispositif 170 de bobinage de fil électrique comportant un support 178 de rotor destiné à porter le rotor 30 à bobiner, ce support 178 comportant un arbre 171 sur lequel le paquet 36 de tôle et la pièce de guidage 120 sont montés solidaire en rotation et translation (cf. Figure 4). Plus précisément, le paquet 36 de tôles est monté coaxialement sur l'arbre 171. A cet effet, le paquet 36 de tôles comporte un orifice 37 axial central qui est emmanché sur un tronçon de l'arbre 171. Lorsque le paquet 36 de tôles est monté sur l'arbre 171, il peut effectuer une rotation selon l'axe R et une translation suivant l'axe R. [0101] Le dispositif 170 de bobinage de fil électrique comporte en outre un dispositif 175 de distribution de fil électrique comportant une bobine 176 de fil et un support 179 d'aiguille portant une aiguille 177, ce support 179 d'aiguille se déplaçant en translation sur un rail 180 d'axe Z sensiblement perpendiculaire à l'axe R. L'aiguille 177 peut ainsi effectuer une translation suivant ledit axe Z de manière à pouvoir positionner les spires des pôles suivant une direction radiale du rotor 30. Cette aiguille est centralement creuse et est traversée par le fil à bobiner. [0102] On décrit ci-après le montage du rotor 30. Les isolants 83 d'encoche sont chacun installés entre deux pôles 44 successifs. Ensuite, les éléments 81, 82 isolants sont fixés sur le paquet 36 de tôle par encliquetage (clipsage) via les deux dispositifs 98. Chaque face d'extrémité radiale externe de chaque pôle 44 est alors en contact direct avec un bras 88 d'un élément 81, 82 isolant et la pièce 120 de guidage est fixée sur une face d'extrémité radiale externe du paquet 36 de tôles. [0103] On positionne ensuite le paquet 36 de tôle et mes éléments 81, 82 isolants sur l'arbre 171 du dispositif 170 de bobinage de fil électrique, afin de bobiner le bobinage 50 d'excitation autour de chaque pôle 44 suivant le procédé de bobinage de pôles 44 du rotor 30. La Figure 5 montre les différentes étapes du procédé de bobinage de pôles 44 du rotor 30. Une première étape 200 du procédé de bobinage de pôles 44 du rotor 30 est de déterminer le nombre de pôles 44 et les dimensions générales du paquet 36 de tôles à bobiner. En effet, les dimensions générales du paquet 36 de tôles influent sur le choix de diamètre du fil. Par exemple, plus le paquet 36 de tôles est petit, plus le diamètre du fil doit être petit. Pour des dimensions générales du paquet 36 de tôles données, plus on augmente le nombre de pôles 44, moins il y a d'espace entre deux pôles 44 adjacents, cet espace étant destiné à contenir une partie des bobinages 50 des deux pôles 44 adjacents. En outre, l'aiguille 177 distribuant le fil doit pouvoir passer entre les retours 45 de deux pôles 44 adjacents. L'espace entre les retours 45 de deux pôles 44 adjacents doit ainsi être trois fois supérieur au diamètre du fil. En règle générale, plus l'espace entre deux pôles 44 est petit, plus on doit choisir un diamètre de fil petit. [0104] Une deuxième étape 201 du procédé de bobinage de pôles 44 du rotor 30 est de déterminer la durée de bobinage souhaitée. Pour obtenir une performance électrique donnée, plus la durée de bobinage souhaitée est courte, moins il doit y avoir de spires et donc plus le diamètre du fil doit être grand. [0105] Une troisième étape 202 du procédé de bobinage de pôles 44 du rotor 30 est de déterminer le nombre minimum de spires du fil en fonction de la performance électrique et de la durée de bobinage souhaitées. [0106] Une quatrième étape 203 du procédé de bobinage de pôles 44 du rotor 30 est de déterminer la mise en série ou en parallèle des bobinages 50 des pôles 44 du rotor 30 en fonction de la performance électrique souhaitée. Par exemple, mettre en parallèle des bobinages 50 de pôles 44 permet de réduire le diamètre du fil tout en conservant les mêmes caractéristiques électriques. [0107] Une cinquième étape 204 du procédé de bobinage de pôles 44 du rotor 30 est de déterminer le diamètre du fil en fonction du nombre de pôles 44, des dimensions générales du paquet 36 de tôles, de la durée de 30 bobinage, du nombre minimum de rangées de fils et de la mise en série ou en parallèle des bobinages 50. [0108] Les Figures 6a-6b montrent, pour le rotor 30 comportant douze pôles, deux configurations de bobinage différentes assurant une performance électrique identique. Le pôle 44 bobiné de la Figure 6a comporte 89 spires d'un fil de bobinage comportant un diamètre de 0,85 millimètre tandis que le pôle 44 bobiné de la Figure 6b comporte 43 spires d'un fil de bobinage comportant un diamètre de 1,25 millimètre. Le bobinage du pôle de la Figure 6a prend plus de temps que le bobinage du pôle de la Figure 6b. Cependant, la configuration de la Figure 6b n'est pas techniquement réalisable dans la mesure où le fil est de diamètre trop élevé et par conséquent il n'y a pas assez d'espace pour introduire l'aiguille entre deux pôles adjacents pour procéder au bobinage d'un pôle. L'invention permet ainsi de trouver un compromis entre le temps de bobinage et le diamètre de fil de bobinage utilisé. Pour un rotor 30 comportant douze pôles 44, il a été déterminé que les bobinages 50 des pôles 44 doivent être mis en parallèles et comporter 89 spires d'un fil de bobinage de diamètre de 0,85 millimètres. [0109] Une sixième étape 205 du procédé de bobinage de pôles 44 du rotor 30 est le bobinage des pôles 44 avec le fil présentant le diamètre préalablement déterminé. Le bobinage des pôles 44 est effectué de sorte que le bobinage 50 de chaque pôle 44 présente en coupe une forme en triangle, le nombre de spires du fil dans une rangée ayant tendance à augmenter lorsque l'on se déplace de l'âme du paquet 36 de tôles vers l'extérieur (cf. Figures 6a-6b). Par rangée on entend le nombre de spires du fil autour d'un pôle 44 situés sensiblement à un même niveau radial mesuré par rapport à l'axe R de rotation du paquet 36 de tôles. Par exemple, la Figure 6b montre une rangée R1 comportant trois spires et une rangée R2 comportant deux spires. [0110] Ici, deux fils électriques sont utilisés pour assurer le bobinage de l'ensemble des pôles 44 du rotor, un même fil électrique assurant le bobinage d'un sous ensemble de six pôles 44. Pour chaque fil électrique assurant le bobinage d'un sous ensemble de pôles 44, cette sixième étape 205 comporte une sous-étape 150 de fixation d'une première extrémité du fil électrique à un premier pion 130 interne d'extrémité, une sous-étape 151 de bobinage d'un premier pôle 44, au moins une sous-étape 152 de positionnement du fil électrique contre au moins un bord 126 latéral de deux pions 125 adjacents, suivie d'une sous-étape 153 de bobinage d'un pôle 44. Une dernière sous-étape 154 de fixation d'une deuxième extrémité du fil électrique à un deuxième pion 130 interne d'extrémité termine ladite sixième étape 205 (cf. Figure 7). [0111] Bien entendu en variante l'étape 150 de fixation d'une première extrémité du fil consiste en une étape de fixation à la patte 198 du collecteur 101. Il en est de même de la dernière étape 154. En variante le pion 130 est semblable au pion 125. [0112] La sous-étape 152 de positionnement du fil et la sous-étape 153 de bobinage d'un pôle 44 est réitéré jusqu'à ce que l'ensemble des pôles 44 devant être bobinés par le même fil soit bobiné. Ici, la sous-étape 152 de positionnement du fil et la sous-étape 153 de bobinage d'un pôle 44 est réitéré cinq fois pour chaque fil électrique. [0113] Les sous-étapes 151 et 153 de bobinage de pôles 44 comportent chacune des sous-étapes 210-214 (cf. Figure 8). Comme le montre les Figures 9a-9b, lors de la première sous-étape 210, le support 179 du dispositif 170 de bobinage de fil électrique portant l'aiguille 177 effectue une translation sur le rail 180 afin de positionner l'aiguille et le fil entre deux pôles 44, à une extrémité radiale d'un pôle 44 au niveau de la face interne du rebord 45 du pôle 44. [0114] Comme le montre la Figure 9c, lors de la sous-étape 211, l'arbre 171 du dispositif 170 effectue une première translation suivant l'axe R de manière à positionner une section de ce fil électrique entre deux premières extrémités radiales opposées dudit pôle 44. [0115] Comme le montre la Figure 9d, lors de la sous-étape 212, l'arbre 171 effectue une première rotation d'axe R de manière à positionner une section de ce fil entre deux premières extrémités axiales opposées dudit pôle 44. [0116] Comme le montre la Figure 9e, lors de la sous-étape 213, l'arbre 171 effectue une deuxième translation suivant l'axe R dans le sens contraire de la translation de l'étape 211 précédente de manière à positionner une section de ce fil entre deux deuxièmes extrémités radiales opposées dudit pôle 44. [0117] Comme le montre la Figure 9f, lors de la sous-étape 214, l'arbre 171 effectue une deuxième rotation d'axe R dans le sens contraire de la rotation de l'étape 212 précédente de manière à positionner une section de ce fil électrique entre deux deuxièmes extrémités axiales opposées dudit pôle. [0118] Une itération de ces sous-étapes 210-214 permettent de réaliser la première spire du bobinage du pôle 44. Les sous-étapes 210-214 sont réitérées jusqu'à la fin du bobinage dudit pôle 44. [0119] Lors des premières réitérations de la sous-étape 210, l'aiguille 177 effectue une translation dans le même sens que la première translation, c'est-à-dire vers l'âme du paquet 36 de tôles, cette translation étant d'une distance égale au diamètre du fil, jusqu'à ce qu'une spire du fil soit positionné à l'angle formé par l'âme et le bras 39 du pôle 44. L'aiguille 177 effectue alors, lors de la réitération suivante de la sous-étape 210, une translation de sens inverse aux translations déjà effectuées, et ainsi de suite. [0120] Pour cette dernière réitération de la sous-étape 210, la translation de l'aiguille 177 est calculée de sorte qu'en coupe, le bobinage 50 au niveau du pôle 44 a une forme en triangle, le nombre de spires du fil dans une rangée ayant tendance à augmenter lorsque l'on se déplace de l'âme du paquet 36 de tôles vers l'extérieur. Cette forme de bobinage 50 permet de garder l'espace nécessaire à l'aiguille 177 pour effectuer les translations nécessaire au bobinage du pôle 44 et permet aux bobinages 50 de deux pôles 44 adjacents de ne pas interférer l'un avec l'autre. [0121] Après le bobinage des pôles, le paquet 36 de tôles, les éléments 81, 82 isolants, la pièce 120 de guidage et les bobinages 50 d'excitation associés sont montés sur l'arbre 35 de rotor 30, par exemple par emmanchement à force. Puis les flasques 55, 56 sont agencés axialement de part et d'autre du paquet 36 de tôles de manière que les pions 95 de centrage entrent dans des ouvertures 66 axiales ménagées dans les pôles 44 saillants et que les secteurs 79 sont positionnés à l'intérieur des parties 91 évidées. Le collecteur 101 est positionné sur l'arbre 35, entre le deuxième flasque 56 et le deuxième élément 82 isolant. [0122] Les rebords 75 annulaires des flasques 55, 56 présentent alors une face en appui sur les faces d'extrémité radiale externe des pôles 44 de sorte que les casquettes 89 des éléments 81, 82 isolants sont prises en sandwich entre une face annulaire interne du rebord 75 et les chignons 51. Une telle configuration permet aux flasques 55, 56 de participer avec les casquettes 89 au maintien des chignons 51 malgré la force centrifuge provoquée par la rotation du rotor 30. [0123] La tige filetée des tirants 62 est ensuite introduite axialement dans les orifices 65 de fixation du flasque 55 avant. Les tirants 62 sont ensuite vissés dans les orifices 65 de fixation taraudés du flasque 56 arrière jusqu'à ce que la tête de chaque tirant 62 soit en appui au fond du lamage 68 associé du flasque 55 avant. Ainsi les tirants 62 permettent d'enserrer axialement le paquet 36 de tôle et les éléments 81, 82 isolants entre les deux flasques 55, 56. [0124] Puis une opération d'équilibrage des flasques 55, 56 est réalisée. Cette opération consiste par exemple dans le perçage de trous ou d'évidements dans la périphérie de la face externe de la paroi 59 radiale de chaque flasque 55, 56 de manière que le rotor 30 ne vibre pas lorsqu'il est entraîné en rotation. Grâce à l'invention l'opération d'équilibrage est facilitée grâce aux flasques 55, 56 permettant de réduire le nombre d'organes de fixation. [0125] Ainsi qu'il ressort à l'évidence de la description et des dessins les paquets de tôles du stator et du rotor permettent de diminuer les pertes dues aux courants de Foucault. Les évidements de l'ouverture 38 de la figure 7 permettent de diminuer les contraintes lors de l'emmanchement à force de l'arbre moleté dans l'orifice central de l'âme du paquet de tôles 36. La solution à pôles 44 d'un seul tenant avec l'âme centrale du paquet de tôles 36 est plus avantageuse qu'une solution à pôles rapportés car cette solution présente une meilleure tenue à la force centrifuge et permet de garantir un plus petit entrefer entre la périphérie externe du rotor 30 et la périphérie interne du corps du stator. Les modes de réalisations décrits ci-dessus permettent d'utiliser les collecteurs 101 des alternateurs conventionnels, par exemple du type de ceux décrits dans le document FR 2 710 197 et également les montage conventionnels des aimants de ces alternateurs. [0126] Il ressort également à l'évidence de la description et des dessins que les flasques 55, 56, de forme creuse, présentent un rebord 75 constituant un élément de pression pour maintenir le paquet de tôles 36 et éviter une déformation, notamment une ouverture de celui-ci. Le paquet de tôle 36 est serré entre les flasques 55, 56. Les rebords 75, configurés pour venir en contact avec les retours 45, rigidifient les flasques 55, 56 et constituent via leur périphérie interne une buté radiale pour les casquettes 89 des éléments 81, 82. Ainsi sous l'action de la force centrifuge la périphérie externe des casquettes 89 est admise à coopérer avec la périphérie interne des rebords 75 des flasques 55, 56. Ces flasques 55, 56 constituent par l'intermédiaire de leur rebord 75 une butée axiale pour les aimants implantés entre deux retours consécutifs 45. La forme creuse des flasques permet de loger les chignons 51, les éléments 81, 82 avec leurs casquettes 89 et le collecteur 101. On appréciera que les secteurs interne 79 des flasques évitent une déformation de l'âme du paquet 36 en combinaison avec les parois 85 des éléments 81, 82. [0127] Les éléments 81, 82 sont, de manière précitée, en matière électriquement isolante. Ils pourront être en matière plastique, telle que du PA 6.6. Ils sont plus épais et moins bon conducteur de chaleur que les isolants d'encoche 83. [0128] Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits. [0129] Ainsi il est possible de prévoir quatre tirants 62 à savoir un trou par tirant 62. En variante il est prévu deux tirants 62 diamétralement opposés et deux caloducs diamétralement opposés, chaque caloduc comportant une tige engagée dans au moins un trou d'un des flasques 55, 56 et au moins dans un tronçon des trous du paquet 36 de tôles et débouchant à l'extérieur du flasque 55, 56 concerné. Ces caloducs peuvent traverser complètement les flasques 55, 56 et le paquet 36 de tôles et être configurés à l'extérieur des flasques 55, 56 pour former des pales 70 de ventilateur. De tels caloducs sont décrits par exemple dans les figures 11A et 11B du document FR 2 855 673 auquel on se reportera. Les dispositions des figures 12, 13 et 24 de ce document sont également applicables. [0130] Le nombre de pôles 44 dépend de manière précitée des applications. Ce nombre est égal à 12 dans les figures. En variante il peut être de 8 ou 10. Par rapport au document WO 2007/00385 on augmente dans tous les cas le nombre de bobinages 50 tout en ayant la possibilité d'augmenter le nombre d'aimants à volonté pour augmenter la puissance de la machine 10 électrique tournante à pôles saillants. Ainsi le nombre d'aimants pourra être inférieur au nombre de pôles 44. [0131] Bien entendu on peut remplacer les aimants par des pièces amagnétiques pour avoir une continuité de matière à la périphérie externe du rotor 30. On peut réaliser de nombreuses combinaisons. Ainsi tous les espaces entre les retours 45 pourront être libres. En variante une partie de ces espaces entre les retours 45 pourront être libres et les autres occupés par des aimants et/ou des pièces amagnétiques. En variante les aimants pourront être de nuance différente. Par exemple certains des espaces entre deux retours 45 pourront être occupés par des aimants en ferrite et une partie au moins des autres espaces pourront être occupé par des aimants en terre rare. [0132] Bien entendu en variante l'un au moins des éléments 81, 82 est dépourvu de rainures et l'isolant 83 peut être d'un seul tenant avec l'un des éléments 81, 82, par exemple par moulage. Dans encore une autre variante l'isolant 83 pourra être en deux parties chacune d'un seul tenant avec l'un des éléments 81, 82. L'isolant 83 pourra être donc en variante en PA 6.6 en étant moins épais que les éléments 81, 82. [0133] En variante les flasques 55, 56 sont obtenus par moulage, ou forgeage ou par injection de matière plastique ou de métal. [0134] En variante les pales 70 d'au moins un flasque 55, 56 sont supprimées. Les deux flasques 55, 56 sont en variante dépourvus de pales, notamment lorsque la machine 10 électrique tournante est refroidie par eau.

Plus précisément en variante la partie intermédiaire du carter 11 comporte un canal pour circulation d'un liquide de refroidissement, tel que le liquide de refroidissement du moteur thermique et le corps du stator 12 est monté par frettage à l'intérieur de la partie intermédiaire. [0135] Bien entendu lorsque les deux flasques 55, 56 ne portent pas de pales 70 on a plus de liberté pour implanter la deuxième série d'ouvertures 73, qui peuvent ainsi être plus larges circonférentiellement pour s'étendre de part et d'autre d'un bobinage 50. [0136] Dans tous les cas au moins l'une des séries d'orifices 72, 73 et /ou de lamages est différente d'un flaque 55, 56 à l'autre. [0137] Bien entendu en variante les séries d'orifices 72, 73 et/ou de lamages sont identiques d'un flasque 55, 56 à l'autre. [0138] En variante le carter 11 comporte un palier 14 avant et un palier 15 arrière comme divulgué par exemple à la figure 14 du document US 15 6 784 586 dans le document montrant une partie des balais et du pont redresseur de courant. [0139] La machine 10 électrique tournante est en variante un alternateur dépourvu de résolveur ou de tout autre moyen de suivi de la rotation du rotor 30. 20 [0140] En variante la machine électrique tournante comporte une génératrice de courant inversé destinée à alimenter des bobines d'un rotor comme décrit dans le document EP 0 331 559 ou FR 2918512 (Figures 15 et 16). Dans ce cas les casquettes du rotor peuvent coopérer avec une pièce fixée sur la périphérie externe des pôles des bobines, appelés également 25 noyaux, la dite pièce étant fixé par exemple par des vis, comme visible dans les documents EP 0331 559 et FR 2 918 512. Cette pièce est saillante et recouvre alors les casquettes 89. La présence des flasques n'est donc pas obligatoire, la machine électrique tournante étant en variante un ralentisseur électromagnétique. 30 [0141] Bien entendu les pions 125, 130 sont en variante de section carrée. Les bords latéraux des pions sont en variante ronds, les bords supérieur et inférieur 126 consistant en des méplats. Le bord supérieur 126 peut avoir une autre forme et comporter par exemple une surépaisseur. [0142] Bien entendu à la figure 5 on peut inverser l'ordre de certaines étapes. Par exemple on peut considérer en premier lieu le diamètre du fil ou la durée du bobinage. D'une manière générale il faut tenir compte du nombre de pôles, de la tension disponible, du courant maximal que l'on peut passer dans les bagues collectrices 102 pour arriver à une configuration optimale (nombre de spires, diamètre du fil, mise en série ou en parallèles des bobinages 50) en fonction de la performance électrique et de la durée de bobinage souhaitée. [0143] Ainsi en considérant la description du paragraphe 108 on arrive a avoir les mêmes performances électriques avec un nombre de spires et un diamètre différent des fils. Puis en tenant compte des contraintes -dimension du paquet de tôles, cycle de bobinage et taux de remplissages des encoches entre deux pôles adjacents on peut en déduire la configuration optimale. [0144] Dans une configuration à 12 pôles on a la possibilité de mettre en parallèle 6 bobinages avec six bobinages c'est-à-dire deux fois six bobinages, en variante quatre bobinage avec un motif répété trois fois, trois bobinages avec un motif répété quatre fois et deux bobinages avec un motif répété six fois. [0145] Pour une configuration à dix pôles on peut mettre en parallèle deux fois cinq bobinages ou cinq fois en parallèle deux bobinages. [0146] Pour une configuration à 10 pôles on peut mettre en parallèle deux fois quatre bobinages ou quatre fois deux bobinages.

Claims (7)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de bobinage de fil électrique sur un rotor (30) à pôles saillants comportant : - un paquet (36) de tôles ayant un axe (R) de rotation et comportant au moins deux pôles (44) saillants radialement à partir d'une âme, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - détermination (200) du nombre de pôles (44) et des dimensions générales du paquet (36) de tôles, - détermination (201) de la durée de bobinage souhaitée, - détermination (202) du nombre minimum de spires du fil souhaité, - détermination (203) de la mise en série ou en parallèle des bobinages (50) des pôles (44) du rotor (30), - détermination (204) du diamètre du fil en fonction du nombre de pôles (44), des dimensions générales du paquet (36) de tôles, de la durée de bobinage, du nombre minimum de rangées de fils et de la mise en série ou en parallèle des bobinages (50), - bobinage (205) des pôles (44) avec le fil présentant le diamètre préalablement déterminé.
2. 2. Procédé de bobinage de fil électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape (205) de bobinage des pôles (44) est effectuée de sorte que le bobinage (50) d'un pôle (44) présente en coupe une forme en triangle, le nombre de spires du fil dans une rangée ayant tendance à augmenter lorsque l'on se déplace de l'âme du paquet (36) de tôles vers l'extérieur.
3. 3. Procédé de bobinage de fil électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le fil d'une bobine étant guidé par une aiguille pour le bobinage, l'étape (205) de bobinage des pôles (44) comporte les sous-étapes suivantes : - déplacer (210) en translation de l'aiguille vers l'âme du paquet (36) de tôles suivant un axe (Z) perpendiculaire à l'axe (R) de rotation du paquet (36) de tôles, de manière à positionner le fil électrique entre deux pôles (44),- déplacer (211) en translation suivant l'axe (R) de rotation du paquet (36) de tôles le paquet (36) de tôles de manière à positionner une section du fil électrique entre deux premières extrémités axiales opposées dudit pôle (44), - déplacer (212) en rotation autour de l'axe (R) de rotation du paquet (36) de tôles le paquet de tôles de manière à positionner une section de ce fil électrique entre deux premières extrémités radiales opposées dudit pôle (44), - déplacer (213) en translation suivant l'axe (R) de rotation du paquet (36) de tôles le paquet de tôles, dans le sens contraire de l'étape (211) précédente, de manière à positionner une section de ce fil entre deux deuxièmes extrémités axiales opposées dudit pôle (44), - déplacer (214) en rotation autour de l'axe (R) de rotation du paquet (36) de tôles le paquet de tôles, dans le sens contraire de l'étape (212) précédente, de manière à positionner une section de ce fil électrique entre deux deuxièmes extrémités radiales opposées dudit pôle, ces sous-étapes (210-214) étant réitérées jusqu'à la fin du bobinage dudit pôle.
4. 4. Rotor (30) à pôles saillants obtenu par le procédé de bobinage selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il comporte : - un paquet (36) de tôles ayant un axe (R) de rotation et comportant au moins deux pôles (44) saillants radialement à partir d'une âme, et - un bobinage (50) présente en coupe une forme en triangle, le nombre de spires du fil dans une rangée ayant tendance à augmenter lorsque l'on se déplace de l'âme du paquet (36) de tôles vers l'extérieur.
5. 5. Rotor selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte douze pôles (44), les bobinages (50) des pôles (44) étant mis en parallèles et comportant 89 spires d'un fil de bobinage de diamètre de 0.85 millimètres.
6. 6. Dispositif (170) de bobinage de fil électrique autour d'un rotor (30) à bobiner comportant un paquet (36) de tôles ayant un axe (R) de rotation et comportant au moins deux pôles (44) saillants radialement à partir d'une âme, caractérisé en ce qu'il comporte :- un support (178) de rotor destiné à porter le rotor (30) à bobiner, ce support (178) de rotor comportant un arbre (171) sur lequel le paquet (36) de tôles du rotor (30) est monté solidaire en rotation et en translation, - un dispositif (175) de distribution de fil électrique comportant une bobine (176) et un support (179) d'aiguille portant une aiguille (177) guidant le fil, ce support (179) d'aiguille se déplaçant en translation sur un rail (180) d'axe (Z) sensiblement perpendiculaire à l'axe (R) de rotation du paquet (36) de tôles de manière à pouvoir positionner les spires des pôles (44) suivant une direction radiale du rotor (30).
7. 7. Dispositif de bobinage de fil électrique selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une pièce de guidage (120) comportant : - une paroi (121) radiale munie d'une ouverture principale appartenant au rotor autorisant le passage de l'arbre (35), - au moins un pion (125) de guidage positionné sur une face externe de la paroi (121) radiale, ce pion (125) de guidage présentant au moins un bord (126) latéral sur laquelle le fils de bobinage prend appui, ce pion (125) de guidage assurant le guidage du fil lors de l'opération de bobinage du rotor et le maintien du fil dans une position fixe une fois l'opération de bobinage du rotor terminée.