FR2995738A1

FR2995738A1 - Stator pour machine electrique tournante muni d'un circuit de refroidissement et machine electrique tournante correspondante

Info

Publication number: FR2995738A1
Application number: FR1258777A
Authority: FR
Inventors: Svetislav Jugovic; Baraka Khadija El
Original assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Current assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Priority date: 2012-09-19
Filing date: 2012-09-19
Publication date: 2014-03-21
Anticipated expiration: 2032-09-19
Also published as: FR2995738B1

Abstract

L'invention porte principalement sur un stator (1) pour machine électrique tournante comportant un corps (2) comprenant une culasse (3) de forme annulaire et des dents (5) délimitant des encoches (8) s'étendant depuis une périphérie interne de la culasse (3) vers l'intérieur du stator (1). Conformément à l'invention, la culasse (3) est formée par une première partie annulaire (19) et une deuxième partie annulaire (20) coaxiales l'une par rapport à l'autre. Une différence entre les diamètres externes de la première (19) et de la deuxième (20) parties annulaires de la culasse définit un rebord (14) s'étendant entre une périphérie externe de la première partie annulaire (19) et une périphérie externe de la deuxième partie annulaire (20) contre lequel est destiné à être positionné un circuit de refroidissement (17). L'invention a également pour objet la machine électrique tournante correspondante.

Description

995 73 8 1 STATOR POUR MACHINE ELECTRIQUE TOURNANTE MUNI D'UN CIRCUIT DE REFROIDISSEMENT ET MACHINE ELECTRIQUE TOURNANTE CORRESPONDANTE [01] DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [02] L'invention porte sur un stator pour machine électrique tournante muni d'un circuit de refroidissement ainsi que sur la machine électrique tournante correspondante. [3] L'invention se rapporte au domaine des machines électriques tournantes telles que les moteurs, les alternateurs, ou les alterno-démarreurs. [4] L'invention trouve une application particulièrement avantageuse avec les alternateurs utilisés dans des systèmes dits "range-extender" destinés à augmenter l'autonomie des véhicules électriques. Ces systèmes comportent à cet effet un moteur thermique de faible puissance entraînant mécaniquement en rotation l'alternateur destiné à fournir, quand cela est nécessaire, de l'énergie électrique à des batteries d'alimentation d'un moteur électrique de traction du véhicule. [5] ETAT DE LA TECHNIQUE [6] On connaît des machines électriques comportant un stator et un rotor solidaire d'un arbre. Le rotor pourra être solidaire d'un arbre menant et/ou menée et pourra appartenir à une machine électrique tournante sous la forme d'un alternateur comme décrit dans le document EP 0 803 962 ou d'un moteur électrique comme décrit dans le document EP 0 831 580. [7] La machine électrique comporte un boîtier portant le stator. Ce boîtier est configuré pour porter à rotation l'arbre par exemple par l'intermédiaire de roulements, tels que des roulements à billes et/ou à aiguilles. Le rotor pourra comporter un corps réalisé en tôle feuilletée, qui comporte des logements. Des aimants permanents sont positionnés à l'intérieur d'au moins certains de ces logements comme visible par exemple dans les figures 1 et 2 du document EP0803962. [8] Comme décrit dans le document FR2890798 auquel on se reportera pour plus de précisions, la machine comporte un rotor à griffes et un corps de stator sous la forme d'un paquet de tôles doté de dents pour le montage de bobines appartenant au bobinage du stator. Le corps du stator comporte des encoches ouvertes vers l'intérieur délimitées chacune par deux dents consécutives. On monte sur ces dents des bobines préformées réalisées à partir d'un fil enroulé sur plusieurs tours. Les fils consistent par exemple en un fil de cuivre revêtu d'émail. [9] Dans une forme de réalisation, deux bobines sont implantées dans une même encoche, chaque bobine étant enroulée autour de l'une des dents délimitant l'encoche par l'intermédiaire d'un isolant de bobine. Les bobines sont interconnectées entre elles par exemple par soudure ou à l'aide d'un connecteur pour former une phase de la machine qui pourra être du type polyphasé. [010] OBJET DE L'INVENTION [11] L'invention vise à proposer un stator muni d'un circuit de refroidissement permettant de maximiser un transfert de chaleur entre le corps du stator et ledit circuit de refroidissement. [12] A cet effet, l'invention a pour objet un stator pour machine électrique tournante comportant un corps comprenant une culasse de forme annulaire et des dents délimitant des encoches s'étendant depuis une périphérie interne de la culasse vers l'intérieur du stator, caractérisé en ce que la culasse du stator est formée par - une première partie annulaire et une deuxième partie annulaire coaxiales l'une par rapport à l'autre, la deuxième partie annulaire de la culasse ayant un diamètre externe supérieur au diamètre externe de la première partie annulaire de la culasse, - la différence entre les diamètres externes de la première et de la deuxième parties annulaires de la culasse définissant un rebord s'étendant entre une périphérie externe de la première partie annulaire de la culasse et une périphérie externe de la deuxième partie annulaire de la culasse contre lequel est destiné à être positionné un circuit de refroidissement. [13] Selon une réalisation, le circuit de refroidissement comporte un tube de forme annulaire ayant une entrée et une sortie d'un liquide de refroidissement positionnées respectivement à chacune de ses extrémités. [14] Selon une réalisation, le tube présente un diamètre interne sensiblement égal au diamètre externe de la première partie annulaire de la culasse et un diamètre externe sensiblement égal au diamètre externe de la deuxième partie annulaire de la culasse. [15] Selon une réalisation, le tube présente une hauteur sensiblement égale à la distance sur laquelle s'étend axialement la première partie annulaire de la culasse. [16] Selon une réalisation, une couche d'un matériau adhésif et/ou conducteur de chaleur est intercalée entre le corps du stator et les parois du tube en contact avec ledit corps du stator. [17] Selon une réalisation, le tube présente une section de forme 15 rectangulaire. [18] Selon une réalisation, le stator comporte un système de fixation du circuit de refroidissement à la deuxième partie annulaire de la culasse. [19] Selon une réalisation, le système de fixation comporte au moins une patte formée par une première partie solidaire du tube et une deuxième 20 partie s'étendant en saillie radiale vers l'extérieur du tube, une ouverture ménagée dans la deuxième partie étant destinée à venir en regard d'une ouverture réalisée dans une protubérance issue de la périphérie externe de la deuxième partie annulaire de la culasse pour autoriser le passage de moyens de fixation. 25 [020] Selon une réalisation, le corps du stator est formé à partir d'une pluralité de segments coopérant entre eux de manière circulaire. [021] Selon une réalisation, chaque segment comporte une dent destinée à recevoir une bobine et deux branches s'étendant circonférentiellement de part et d'autre de la dent, chaque branche comportant une portion angulaire de la première et de la deuxième parties annulaires de la culasse. [22] Selon une réalisation, le stator comporte un élément de maintien ayant une paroi de forme annulaire plaquée contre la périphérie externe de la deuxième partie de la culasse. [23] Selon une réalisation, l'élément de maintien comporte une échancrure pour le passage de l'entrée et de la sortie du circuit de refroidissement. [24] Selon une réalisation, l'élément de maintien comporte du côté d'une de ses extrémités axiales une collerette d'orientation radiale. [25] Selon une réalisation, l'élément de maintien comporte des protubérances issues de la collerette ayant chacune un trou pour le passage de moyens de fixation. [26] L'invention a également pour objet une machine électrique tournante caractérisée en ce qu'elle comporte un stator selon l'invention. [27] BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [28] 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. [029] La figure 1 montre une vue en perspective d'un stator bobiné muni d'un circuit de refroidissement selon un premier mode de réalisation de l'invention; [030] La figure 2 représente une vue en perspective du circuit de refroidissement du stator de la figure 1 ; [031] La figure 3 montre une vue en perspective du corps du stator de la figure 1; [032] La figure 4 montre une vue en coupe au niveau de la liaison entre le circuit de refroidissement et la culasse du stator de la figure 1; [33] La figure 5 montre une vue éclatée d'un corps d'un stator segmenté, d'un circuit de refroidissement, et d'un élément de maintien selon un deuxième mode de réalisation de l'invention; [34] La figure 6 montre une vue en perspective du stator de la figure 5 5 dans un état assemblé; [35] La figure 7 montre une vue en coupe au niveau de la jonction entre le circuit de refroidissement et la culasse du stator de la figure 5; [36] Les figures 8a et 8b représentent des vues en perspective d'un isolant de bobine respectivement avant et après son installation autour d'une 10 dent du stator selon l'invention. [37] Les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent les mêmes références d'une figure à l'autre. [38] DESCRIPTION D'EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTION 15 [039] La figure 1 montre un stator 1 d'axe X pour machine électrique tournante, telle qu'un alternateur utilisé avec les systèmes prolongateur d'autonomie d'un véhicule électrique ou associé à un embrayage pour former un ensemble de transmission tel que celui décrit dans la figure 13 de la demande de brevet PCT/FR99/01863. En variante, la machine consiste en 20 un moteur, un alterno-démarreur ou un ralentisseur électromagnétique. [040] Ce stator 1 comporte un corps 2 d'axe X comprenant une culasse 3 de forme annulaire et des dents 5 délimitant des encoches 8 s'étendant depuis la périphérie interne de la culasse 3 vers l'intérieur du corps 2. Deux encoches 8 consécutives sont séparées par une dent 5 destinée à recevoir 25 une bobine 10. Ces dents 5 sont à bords parallèles deux à deux. Du côté de leur extrémité radiale libre, les dents 5 pourront présenter un repli 13 qui s'étend circonférentiellement de part et d'autre de la partie de la dent 5 portant la bobine 10 pour assurer le maintien radial de ladite bobine 10 (cf. figures 8a, 8b). Comme expliqué plus en détails ci-après, le corps 2 présente 30 un rebord 14 s'étendant sur toute la circonférence extérieure de la culasse 3 contre lequel est positionné un circuit de refroidissement 17. [41] Dans une forme de réalisation, deux bobines 10 sont implantées dans une même encoche 8. Chaque bobine 10 est enroulée autour de l'une des dents 5 délimitant l'encoche 8 par l'intermédiaire d'un isolant de bobine 60 décrit ci-après. Les bobines 10 sont interconnectées entre elles, par exemple par soudure ou à l'aide d'un connecteur pour former une phase U, V, W de la machine qui pourra être du type polyphasé. Les broches 18 du connecteur correspondent aux différentes phases de la machine. [42] Le stator 1 est destiné à être installé autour d'un rotor de sorte les extrémités radiales libres des dents 5 délimitent, de manière connue, un entrefer avec la périphérie externe du rotor. Le rotor pourra comporter un corps réalisé en tôle feuilletée qui présente des logements. Des aimants permanents sont positionnés à l'intérieur d'au moins certains de ces logements comme visible par exemple dans les figures 1 et 2 du document EP0803962. En variante, le rotor de la machine pourra être un rotor à griffes comme dans le document FR2890798, ou à pôles saillants. En variante, le rotor à griffes ou à pôles saillants pourra comporter également des aimants permanents. [43] Plus précisément, comme cela est bien visible sur la figure 3, la culasse 3 du stator 1 comporte une première partie 19 annulaire et une deuxième partie 20 annulaire qui sont coaxiales l'une par rapport à l'autre. La deuxième partie 20 présente un diamètre externe D2 supérieur au diamètre externe D1 de la première partie 19 de la culasse 3. Cette différence de longueur entre les diamètres externes D1, D2 de la première 19 et de la deuxième 20 parties de la culasse définit le rebord 14 annulaire s'étendant entre la périphérie externe de la première partie 19 et la périphérie externe de la deuxième partie 20. Les diamètres internes D3 et D4 respectivement de la première 19 et de la deuxième 20 parties de la culasse 3 sont sensiblement identiques. [44] Le corps 2 du stator est formé par un empilement de tôles en matière ferromagnétique s'étendant dans un plan radial perpendiculaire à l'axe X. Dans un plan radial, les tôles sont découpées de manière à délimiter le contour du corps 2 du stator 1. Ainsi, l'empilement de tôles comporte un premier ensemble de tôles. Chaque tôle de cet ensemble délimite une bande de matière de forme globalement annulaire ayant un diamètre interne et un diamètre externe correspondant à ceux de la première partie 19 de la culasse 3, ainsi que les dents 5 du stator qui s'étendent depuis la périphérie interne de la bande de matière vers le centre de la bande de matière. [045] L'empilement de tôles du stator 1 comporte également un deuxième ensemble de tôles accolé au premier ensemble de tôles. Chaque tôle de ce deuxième ensemble délimite une bande de matière de forme globalement annulaire ayant un diamètre interne et un diamètre externe correspondant à ceux de la deuxième partie 20 de la culasse 3, ainsi que les dents 5 du stator 1 qui s'étendent depuis la périphérie interne de la bande de matière vers le centre de la bande de matière. Les tôles des deux ensembles sont maintenues au moyen de rivets 300 traversant axialement de part en part l'empilement de tôles pour formation d'un stator 1 manipulable et transportable. [046] Comme cela est bien visible sur les figures 1, 2, 5 et 6, le circuit de refroidissement 17 positionné contre le rebord 14 comporte un tube 21 creux compact et léger de forme sensiblement annulaire ainsi qu'une entrée 22 et une sortie 23 positionnées respectivement à chacune des extrémités du tube 21. Ce tube 21 est par exemple réalisé en métal comme par exemple en aluminium ou en acier inoxydable. Ce tube 21 présente des parois fines ayant une épaisseur de l'ordre du millimètre pour faciliter le transfert de chaleur entre le stator et le circuit de refroidissement. Comme montré sur les figures 4 et 7, le tube 21 pourra présenter une section de forme sensiblement rectangulaire avec deux parois annulaires 211 s'étendant axialement par rapport à l'axe X reliées entre elles par deux parois annulaire 212 s'étendant radialement par rapport à l'axe X. En variante, le tube 21 pourra présenter une section de forme circulaire. On pourra faire circuler par exemple de l'eau contenant un produit anti-gel à l'intérieur du tube 21 ou tout autre liquide de refroidissement adapté à l'application. [047] Comme montré sur la figure 2, le tube 21 a un diamètre interne D5 sensiblement égal au diamètre externe D1 de la première partie 19 de la culasse et un diamètre externe D6 sensiblement égal au diamètre externe D2 de la deuxième partie de la culasse 3. Le tube 21 présente ainsi une paroi interne 211 plaquée contre la périphérie externe de la première partie 19 de la culasse 3 et une paroi externe 211 située sensiblement dans le prolongement axial de la périphérie externe de la deuxième partie 20 de la culasse 3. Par ailleurs, le tube 21 présente une hauteur H1 correspondant à la distance sur laquelle s'étend axialement la première partie 19 de la culasse 3 entre le rebord 14 et une extrémité axiale du corps 2 opposée à la deuxième partie 20. Une telle configuration du tube 21 permet d'obtenir un ensemble formé par le circuit de refroidissement 17 et le stator 1 compact facilement intégrable dans la machine électrique. [048] Dans le mode de réalisation des figures 1 à 4, le tube 21 pourra être assemblé avec le corps 2 du stator par frettage. A cet effet, on fait chauffer le tube 21 ce qui a pour effet d'augmenter légèrement son diamètre interne, de sorte qu'il est possible de positionner le tube 21 autour de la première partie 19 de la culasse 3. On laisse ensuite refroidir l'ensemble pour obtenir un ajustement serré entre le tube 21 et le corps 2 du stator 1. Alternativement, le tube 21 pourra être fixé par emmanchement à force, par soudage, ou par collage. [049] Dans le cas où l'assemblage entre le tube 21 et le corps 2 du stator n'est pas effectué par frettage, une couche 24 d'un matériau adhésif et/ou conducteur de chaleur bien visible sur la figure 4 pourra être intercalée entre la paroi interne 211 du tube 21 et la périphérie externe de la première partie 19 de la culasse 3 ainsi que entre le rebord 14 et la paroi 212 du tube 21 plaquée contre ledit rebord 14. On améliore ainsi le transfert de chaleur entre le tube 21 et le stator 1. [050] Alternativement, le circuit de refroidissement 17 prend la forme d'une multitude de tubes enroulés autour de la périphérie externe de la première partie 19 de la culasse 3 pour augmenter la surface d'échange entre le circuit de refroidissement 17 et le stator 1. [051] Par ailleurs, dans le mode de réalisation des figures 1 à 4, on utilise de préférence un système de fixation 25 du tube 21 à la périphérie externe de la deuxième partie 20 de la culasse 3. A cet effet, comme cela est bien visible sur la figure 2, le système de fixation 25 comporte des pattes 26 en forme de L formées chacune par une première partie 261 solidaire de la paroi externe du tube 21 et une deuxième partie 262 s'étendant en saillie radiale vers l'extérieur du tube 21. Une ouverture 263 ménagée dans la deuxième partie 262 est destinée à venir en regard d'une ouverture 27 réalisée dans une protubérance 30 issue de la périphérie externe de la deuxième partie 20 de la culasse 3 pour autoriser le passage de moyens de fixation, tels que des rivets 32 (cf. figure 4). De préférence, on réalise un tube 21 comportant trois pattes 26 ainsi qu'un stator 1 comportant trois protubérances 30 correspondantes réparties angulairement de manière régulière sur sa périphérie externe. Bien entendu, ce nombre de pattes 26 pourra varier en fonction de l'application. En variante ou en complément, les extrémités du tube 21 sont reliées entre elles au moyen d'un système de liaison soudé sur lesdites extrémités. [52] Comme cela est montré sur les figures 1 et 3, la deuxième partie 20 de la culasse 3 comporte également d'autres protubérances 34 sur sa périphérie externe s'étendant en saillie vers l'extérieur du stator 1. Ces protubérances 34 sont munies de trou 36 d'orientation axial pour le passage de moyens de fixation, tels que des vis, pour la fixation du stator 1 sur un boîtier d'une machine électrique (non représenté). Les protubérances 30 et les protubérances 34 sont positionnées de manière alternée sur la circonférence de la culasse 3. [53] Dans le mode de réalisation des figures 5 à 8, le corps 2 du stator 1 est formé à partir d'une pluralité de segments 39 coopérant entre eux de manière circulaire. Chaque segment 39, bien visible sur la figure 8a, comporte à cet effet une dent 5 destinée à recevoir une bobine 10 ainsi que l'isolant 60 correspondant, et une portion angulaire de la première 19 et de la deuxième 20 partie de la culasse s'étendant de part et d'autre de la dent 5 sous la forme de deux branches référencées 41. Des moyens complémentaires de liaison 44 pourront être disposés sur des faces d'extrémités des branches 41 éloignées de la dent 5 pour raccorder deux segments 39 adjacents en position dans laquelle les branches 41 de ces deux segments 39 se trouvent dans le prolongement l'une de l'autre. Dans un exemple, les moyens complémentaires de liaison 44 comportent une protubérance 47 et un logement 48 de forme complémentaire. [054] Les segments 39 sont formés par un empilement de tôles en matière ferromagnétique s'étendant dans un plan radial perpendiculaire à l'axe X. Dans un plan radial, les tôles sont découpées de manière à délimiter le contour de chaque segment 39. Ainsi, l'empilement de tôles comporte un premier ensemble de tôles dans lequel chaque tôle définit le contour d'une dent 5 et des branches 41 ayant un diamètre interne et un diamètre externe correspondant à ceux de la portion angulaire de la première partie annulaire 19 de la culasse 3. [055] L'empilement de tôles du stator 1 comporte également un deuxième ensemble de tôles accolé au premier ensemble de tôles. Dans ce deuxième ensemble de tôles, chaque tôle définit le contour de la dent 5 et des branches 41 ayant un diamètre interne et un diamètre externe correspondant à ceux de la portion angulaire de la deuxième partie annulaire 20 de la culasse 3. Les tôles des deux ensembles sont maintenues au moyen de rivets 301 visibles sur les figures 5 et 6 traversant axialement de part en part l'empilement de tôles. [056] Par ailleurs, comme montré sur les figures 5 à 7, un élément de maintien 50 assure le maintien du corps 2 du stator segmenté 1. A cet effet, l'élément de maintien 50 comporte une paroi 501 de forme annulaire plaquée contre la périphérie externe de la deuxième partie 20 de la culasse 3 et la paroi externe du circuit de refroidissement 17. L'élément de maintien 50 comporte une échancrure 502 bien visible sur la figure 5 pour le passage de l'entrée 22 et de la sortie 23 du circuit de refroidissement 17. L'élément de maintien 50 comporte en outre du côté d'une de ses extrémités axiales une collerette 503 d'orientation radiale portant des protubérances 504 s'étendant en saillie vers l'extérieur de l'élément de maintien 50. Chaque protubérance 504 comporte un trou 505 pour le passage de moyens de fixation permettant l'installation du stator 1 sur un boîtier d'une machine électrique (non représenté). Comme montré sur la figure 5, la paroi 501 de l'élément 50 présente un diamètre D7 correspondant sensiblement au diamètre externe D2 de la deuxième partie 20 de la culasse 3 et une hauteur H2 légèrement inférieure à la hauteur du corps 2 du stator 1 mesurée suivant l'axe X (cf. figure 7). En variante, la hauteur H2 de l'élément 50 et la hauteur du corps 2 sont sensiblement identiques. [57] Le tube 21 pourra être fixé à l'élément de maintien 50 par soudage de la paroi externe du tube 21 à la périphérie interne de la paroi 501 de l'élément de maintien 50. L'élément de maintien 50 et le tube 21 pourront ensuite être positionnés ensemble autour de la périphérie externe de la première partie 19 de la culasse 3 par emmanchement à force. [58] En variante, l'élément de maintien 50 est fixé par frettage autour du corps 2 du stator 1 segmenté. A cet effet, l'élément de maintien 50 est chauffé afin de se dilater ce qui permet de le positionner autour de la deuxième partie 20 de la culasse 3. L'ensemble est ensuite refroidi de sorte que l'élément de maintien 50 se contracte autour de l'assemblage de segments 39 du stator 1. Le tube 21 est ensuite positionné autour du corps 2 du stator 1 entre la périphérie externe de la première partie 19 de la culasse 3 et la périphérie interne de l'élément de maintien 50. [59] Comme montré sur la figure 7, une couche 54 d'un matériau conducteur de chaleur analogue à la couche 24 pourra également être intercalée entre les parois du tube 21 en contact avec le corps 2 du stator 1 et ledit corps 2. Ainsi, une couche 54 pourra être intercalée entre la paroi interne 211 du tube 21 et la périphérie externe de la première partie 19 de la culasse 3 ainsi qu'entre le rebord 14 et la paroi 212 du tube 21 plaquée contre ledit rebord 14. [60] Dans les deux modes de réalisation précédemment décrits, le stator 1 comporte 27 dents espacées angulairement entre elles de manière régulière sur la circonférence du stator. Bien entendu, le nombre de dents 5 du stator 1 pourra varier en fonction de l'application. En variante, les dents 5 pourront ne pas être réparties circonférentiellement de manière régulière. [61] Les figures 8a et 8b montrent un isolant de bobine 60 destiné à être positionné autour de chaque dent 5. Cet isolant 60 est un isolant électrique réalisé ici en matière électriquement isolante et moulable par exemple en matière plastique telle que du PA 6.6. L'isolant 60 est formé par deux parties 64, 65 découpées verticalement suivant un plan médian de l'isolant. Ces parties 64, 65 sont destinées à être assemblées par encliquetage autour de la dent 5. Lorsque les deux parties 64, 65 sont assemblées, le corps 61 comporte un cadre 67 de forme globalement rectangulaire positionné autour d'une dent 5. L'isolant 60 comporte en outre un rebord avant 68 et un rebord arrière 69 définissant avec les parois du cadre 67 une gorge de montage de la bobine 10. [62] De préférence, l'isolant 60 comporte également une ailette 71 située dans le prolongement du rebord arrière 69. Cette ailette 71, pliable par rapport au rebord 69, est apte à assurer une isolation électrique entre deux bobines 10 montées sur deux dents 5 adjacentes. Cette ailette 71 peut être laissée libre ou maintenue rabattue contre le rebord opposé 68 au moyen d'un système d'encliquetage 72. L'isolant comporte également un talon 74 situé dans le prolongement du rebord arrière 69 du côté opposé de l'ailette 71. Ce talon 74 est destiné à être plaqué contre un fond d'une encoche 8 du stator 1 pour isoler efficacement les bobines 10 par rapport à la culasse 3. [63] De préférence, le rebord avant 68 présente des zones 77 configurées pour servir de guide fil pour chaque sortie de la bobine 10. [064] En variante, l'isolant 60 prend 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 est pliée de manière que chaque isolant est plaqué autour des dents. [065] Alternativement, on utilise un isolant mixte réalisé à partir des deux parties 64, 65 précédemment décrites comportant des fenêtres réalisées dans leur paroi latérale, une membrane fine par exemple en Nomex étant positionnée en regard des fenêtres. On améliore ainsi le transfert de chaleur entre la bobine 10 et la dent 5. [066] On décrit ci-après une opération d'assemblage et de bobinage du stator 1 selon l'invention. [067] Dans le mode de réalisation des figures 5 à 7, les isolants de bobine 60 sont installés autour des dents 5 des segments 39 du stator. A cet effet, les parties 64, 65 sont positionnées autour de la dent 5 muni d'un repli 13 et assemblées entre elles par encliquetage. Alternativement, pour des dents 5 sans repli 13, l'isolant 60 pourra être réalisé en une seule partie et enfilé autour de la dent 5. Chaque bobine 10 est ensuite réalisée à partir d'un fil enroulé sur plusieurs tours autour de l'isolant 60. Le fil consiste en un fil électriquement conducteur, par exemple en un fil de cuivre et/ou en aluminium, revêtu d'un isolant électrique, tel que de l'émail. Le fil peut être de section circulaire, rectangulaire, ou en forme de méplat. Le fil est enroulé de manière compacte autour de l'isolant de bobine 60 et ce de manière aisée et rapide puisque cela est réalisé en dehors des encoches 8. Le bobinage est effectué par exemple sur quatre couches d'enroulements superposées les unes sur les autres. Les extrémités du fil de chaque bobine 10 sont positionnées dans les guides fils 77 ménagés dans le rebord avant 68. [68] Les segments 39 sont ensuite assemblés entre eux à l'aide des moyens complémentaires de liaison 44 pour former le corps 2 du stator 1. A cet effet, on insère une protubérance 47 d'une branche d'un segment 39 à l'intérieur d'un logement 48 d'une branche appartenant à un segment adjacent 39. Il est ainsi possible de chaîner de manière circulaire les branches 41 les unes aux autres pour former le corps 2 du stator 1. [69] Ensuite, le tube 21 est soudé à l'élément de maintien 50. L'ensemble ainsi formé est positionné autour du corps 2 du stator 1 par emmanchement à force. Le positionnement est effectué de sorte que l'élément de maintien 50 enserre la périphérie externe de la deuxième partie de la culasse et que le tube 21 est positionné contre le rebord 14. Alternativement, l'élément de maintien 50 est fixé au corps 2 par frettage. [70] Dans le mode de réalisation des figures 1 à 4, le circuit de refroidissement 17 est positionné autour du corps 2 du stator 1 par frettage.

Ainsi, on fait chauffer le tube 21 pour pouvoir insérer le corps 2 du stator 1 axialement à l'intérieur du tube 21. On laisse ensuite refroidir l'ensemble pour obtenir un ajustement serré entre le corps 2 du stator 1 et le tube 21. Alternativement, la fixation du tube 21 au corps 2 du stator 1 est effectuée par collage ou soudage. [071] Comme on l'a vu, une couche 24, 54 d'un matériau thermiquement conducteur pourra être positionnée entre le tube 21 et le corps 2 du stator 1 pour améliorer le transfert thermique entre le circuit de refroidissement 17 et le stator 1. [072] On effectue ensuite une opération d'imprégnation du bobinage du stator par un vernis d'imprégnation. A cette fin, le stator 1 est chauffé ainsi que le vernis pour être introduit à l'état liquide goutte à goutte dans les bobines 20, par exemple via des rainures réalisées dans les rebords avant 68 et/ou arrière 69 de l'isolant de bobine 60. En variante, l'opération d'imprégnation pourra être réalisée par trempage partiel et roulage du stator 1 dans un bain de vernis d'imprégnation. En variante, l'opération d'imprégnation pourra être réalisée sous vide ou par trempage simple complet du stator 1 dans un bain de vernis d'imprégnation. [073] Ensuite, le vernis est refroidi en se polymérisant. Le vernis est par exemple à base de résine époxy, de résine polyester non saturée ou de résine silicone. Bien entendu, de manière connue, on peut ajouter aux résines des accélérateurs pour diminuer la durée de l'imprégnation. [74] Une fois la phase d'imprégnation du bobinage du stator terminée, il sera possible de positionner un connecteur externe (non représenté) au- dessus des bobines 10 pour assurer une connexion des bobines 10 entre elles suivant une configuration particulière. [75] Dans le mode de réalisation des figures 5 à 7, le stator 1 bobiné muni de son circuit de refroidissement 17 est fixé à un boîtier de la machine électrique à l'aide de moyens de fixation passant par les ouvertures 505 ménagées dans les protubérances 504 issues de la collerette 503 de l'élément de maintien 50. Dans le mode de réalisation des figures 1 à 4, le stator 1 bobiné muni de son circuit de refroidissement 17 est fixé à un boîtier de la machine électrique à l'aide de moyens de fixation passant par les ouvertures 36 ménagées dans les protubérances 34 issues de la périphérie externe de la deuxième partie 20 de la culasse 3. [76] La machine électrique tournante pourra appartenir à un véhicule automobile et être de manière précitée un alternateur, un alterno-démarreur qui est un alternateur réversible, un moteur électrique ou un ralentisseur 30 électromagnétique. [77] Selon un mode de réalisation d'une machine électrique tournante, le rotor et le stator décrits ci avant jouent respectivement le rôle d'inducteur 2 995 73 8 15 et d'induit. Ainsi, le courant qui traverse le rotor le polarise et le champ magnétique tournant dans le stator y génère un courant induit. [078] Selon un autre mode de réalisation d'une machine électrique tournante, le rotor et le stator décrits ci avant jouent respectivement le rôle 5 d'induit et d'inducteur. Ce cas est illustré notamment dans les figures 15 et 16 de la demande de brevet FR2918512. Par exemple dans le cas d'un ralentisseur électromagnétique illustré sur la figure 15 de la demande de brevet précitée, le courant qui traverse le stator va polariser le stator et un courant induit va être généré dans le rotor soumis à ce champ magnétique. 10 [079] Dans le cadre d'un alternateur appartenant à un prolongateur d'autonomie d'un véhicule électrique (Range-extender en Anglais), le rotor pourra être un rotor à aimants permanents avec plusieurs aimants par logement soumis à l'action d'un ressort comme décrit dans la demande FR12/54733 déposée le 24/05/2012. 15

Claims

REVENDICATIONS1. Stator (1) pour machine électrique tournante comportant un corps (2) comprenant une culasse (3) de forme annulaire et des dents (5) délimitant des encoches (8) s'étendant depuis une périphérie interne de la culasse (3) vers l'intérieur du stator (1), caractérisé en ce que la culasse (3) du stator (1) est formée par - une première partie annulaire (19) et une deuxième partie annulaire (20) coaxiales l'une par rapport à l'autre, la deuxième partie annulaire (20) de la culasse (3) ayant un diamètre externe (D2) supérieur au diamètre externe (D1) de la première partie annulaire (19) de la culasse (3), - la différence entre les diamètres externes (D1, D2) de la première (19) et de la deuxième (20) parties annulaires de la culasse (3) définissant un rebord (14) s'étendant entre une périphérie externe de la première partie annulaire (19) de la culasse (3) et une périphérie externe de la deuxième partie annulaire (20) de la culasse (3) contre lequel est destiné à être positionné un circuit de refroidissement (17).
2. Stator selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de refroidissement (17) comporte un tube (21) de forme annulaire ayant une entrée (22) et une sortie (23) d'un liquide de refroidissement positionnées respectivement à chacune de ses extrémités.
3. Stator selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tube (21) présente un diamètre interne (D5) sensiblement égal au diamètre externe (D1) de la première partie annulaire (19) de la culasse (3) et un diamètre externe (D6) sensiblement égal au diamètre externe (D2) de la deuxième partie annulaire (20) de la culasse (3).
4. Stator selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le tube (21) présente une hauteur (H1) sensiblement égale à la distance sur laquelle s'étend axialement la première partie annulaire (19) de la culasse (3).
5. Stator selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'une couche (24, 54) d'un matériau adhésif et/ou conducteur de chaleurest intercalée entre le corps (2) du stator (1) et les parois du tube (21) en contact avec ledit corps (2) du stator (1).
6. Stator selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le tube (21) présente une section de forme rectangulaire.
7. Stator selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un système de fixation (25) du circuit de refroidissement (17) à la deuxième portion annulaire (20) de la culasse (3).
8. Stator selon les revendications 2 et 7, caractérisé en ce que le système de fixation (25) comporte au moins une patte (26) formée par une première partie (261) solidaire du tube (21) et une deuxième partie (262) s'étendant en saillie radiale vers l'extérieur du tube (21), une ouverture (263) ménagée dans la deuxième partie (262) étant destinée à venir en regard d'une ouverture (27) réalisée dans une protubérance (30) issue de la périphérie externe de la deuxième partie annulaire (20) de la culasse (3) pour autoriser le passage de moyens de fixation (32).
9. Stator selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le corps (2) du stator (1) est formé à partir d'une pluralité de segments (39) coopérant entre eux de manière circulaire.
10. Stator selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque segment (39) comporte une dent (5) destinée à recevoir une bobine (10) et deux branches (41) s'étendant circonférentiellement de part et d'autre de la dent (5), chaque branche (41) comportant une portion angulaire de la première (19) et de la deuxième (20) parties annulaires de la culasse (3).
11. Stator selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'il comporte un élément de maintien (50) ayant une paroi (501) de forme annulaire plaquée contre la périphérie externe de la deuxième partie (20) de la culasse (3).
12. Stator selon les revendications 2 et 11, caractérisé en ce quel'élément de maintien (50) comporte une échancrure (501) pour le passage de l'entrée (22) et de la sortie (23) du circuit de refroidissement (17).
13. Stator selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que l'élément de maintien (50) comporte du côté d'une de ses extrémités axiales une collerette (503) d'orientation radiale.
14. Stator selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'élément de maintien (50) comporte des protubérances (504) issues de la collerette (503) ayant chacune un trou (505) pour le passage de moyens de fixation.
15. Machine électrique tournante caractérisée en ce qu'elle comporte un stator (1) selon l'une des revendications précédentes.