FR3092947A1 - Magnetic core for electric conversion machine - Google Patents
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Abstract
Noyau magnétique (1) de machine de conversion électrique comprenant : - un ruban de tôle (R) ; - le ruban (R) étant ondulé par des opérations de pliages successifs et présentant suivant sa longueur et sur chacune de ses faces longitudinales des alternances de formes concaves et convexes ; - le ruban (R) étant enroulé autour d’un axe principal (X-X) du noyau magnétique (1) de sorte à former une succession de couches (C1, C2, Cn). Des formes concaves du ruban appartenant à une couche donnée (C2) de la succession de couches (Cn) pénètrent respectivement dans des formes convexes du ruban appartenant à une autre couche (C1) adjacente de la succession de couches (Cn).Magnetic core (1) of an electrical conversion machine comprising: - a sheet metal strip (R); - the tape (R) being corrugated by successive folding operations and having along its length and on each of its longitudinal faces alternations of concave and convex shapes; - the tape (R) being wound around a main axis (X-X) of the magnetic core (1) so as to form a succession of layers (C1, C2, Cn). Concave shapes of the tape belonging to a given layer (C2) of the succession of layers (Cn) respectively penetrate convex shapes of the tape belonging to another adjacent layer (C1) of the succession of layers (Cn).
Description
L’invention concerne le domaine des noyaux magnétiques de machines de conversion électrique telles que les moteurs électriques ou génératrices électriques ou transformateurs.The invention relates to the field of magnetic cores of electrical conversion machines such as electric motors or electric generators or transformers.
ARRIERE PLAN DE L’INVENTIONBACKGROUND OF THE INVENTION
Un noyau magnétique de machine de conversion électrique a pour fonction principale de guider des champs électromagnétiques induits dans ce noyau et de transférer, à l’aide de ces champs électromagnétiques, de l’énergie entre des éléments externes au noyau.A magnetic core of an electrical conversion machine has the main function of guiding electromagnetic fields induced in this core and of transferring, using these electromagnetic fields, energy between elements external to the core.
Les noyaux magnétiques de machines de conversion électrique sont généralement réalisés par empilement de tôles plates préalablement découpées en anneau, la forme de ces anneaux de tôle plate étant fonction de la forme de noyau magnétique à obtenir. Cette solution de construction de noyau magnétique occasionne des pertes de matière première sous la forme de portions de tôles découpées. La plus importante de ces pertes est constituée des portions de tôles enlevées pour former l’intérieur des anneaux de tôle plate.The magnetic cores of electrical conversion machines are generally made by stacking flat sheets previously cut into rings, the shape of these flat sheet rings depending on the shape of the magnetic core to be obtained. This magnetic core construction solution causes losses of raw material in the form of portions of cut sheets. The most significant of these losses is made up of the portions of sheet metal removed to form the interior of the rings of flat sheet metal.
Il est aussi connu, par exemple du document brevet US4914934, une machines de conversion électrique dont le noyau magnétique, en l’occurrence le corps de stator du moteur électrique, est réalisé en enroulant sur elle-même et en spirale, une bande de tôle (un ruban de tôle) présentant des dents formées le long d’un de ses bords longitudinaux.It is also known, for example from the patent document US4914934, an electric conversion machine whose magnetic core, in this case the stator body of the electric motor, is produced by winding on itself and in a spiral, a sheet metal strip (a strip of sheet metal) having teeth formed along one of its longitudinal edges.
Ce type de noyau magnétique réalisé en enroulant une bande de tôle sur elle-même est connu sous le nom de corps de stator « SLINKY ».This type of magnetic core made by winding a strip of sheet metal on itself is known as a "SLINKY" stator body.
Un inconvénient de cette méthode de fabrication de noyau magnétique est qu’elle implique une déformation plastique du ruban consistant à étirer un bord externe du ruban qui est orienté vers l’extérieur du noyau magnétique tout en comprimant un bord interne du ruban qui est orienté vers l’axe principal du noyau électrique.A disadvantage of this magnetic core manufacturing method is that it involves plastic deformation of the ribbon consisting of stretching an outer edge of the ribbon which is oriented towards the outside of the magnetic core while compressing an internal edge of the ribbon which is oriented towards the main axis of the electric core.
Lors de cette déformation plastique du ruban de tôle, des dégradations d’ordre mécanique ou magnétique de la bande peuvent apparaitre à sa périphérie ce qui occasionne des pertes de flux magnétique lors du fonctionnement de la machine de conversion électrique.During this plastic deformation of the sheet metal strip, mechanical or magnetic degradation of the strip may appear at its periphery, which causes losses of magnetic flux during the operation of the electrical conversion machine.
Ce type de noyau magnétique « SLINKY » est limité à certaines géométries, dimensions particulières de noyaux pour lesquelles la dégradation du matériau reste limitée.This type of “SLINKY” magnetic core is limited to certain geometries, particular dimensions of cores for which the degradation of the material remains limited.
En dehors de ces géométries et dimensions particulières, les fabricants de stators doivent utiliser le procédé d’empilement de tôles qui occasionne des pertes importantes de matière et des coûts de production élevés.Apart from these particular geometries and dimensions, stator manufacturers must use the process of stacking sheets which causes significant losses of material and high production costs.
OBJET DE L’INVENTIONOBJECT OF THE INVENTION
Afin de résoudre certains au moins des problèmes précités, un objet de la présente invention est de fournir un noyau magnétique de machine de conversion électrique présentant un ruban de tôle enroulé et ayant des caractéristiques mécaniques et magnétiques satisfaisantes.In order to solve at least some of the aforementioned problems, an object of the present invention is to provide a magnetic core of an electrical conversion machine having a wound strip of sheet metal and having satisfactory mechanical and magnetic characteristics.
A cette fin, il est proposé selon l’invention un noyau magnétique de machine de conversion électrique, ce noyau magnétique présentant un axe principal et comprenant :To this end, according to the invention, a magnetic core of an electrical conversion machine is proposed, this magnetic core having a main axis and comprising:
- un ruban de tôle présentant une face principale supérieure et une face principale inférieure formées de part et d’autre du ruban de tôle, ce ruban étant enroulé (préférentiellement le ruban est enroulé en hélice, sur lui-même) autour de l’axe principal du noyau magnétique de sorte à former une succession de couches qui se succèdent suivant une direction parallèle à l’axe principal du noyau magnétique.- a sheet metal strip having an upper main face and a lower main face formed on either side of the sheet metal strip, this strip being wound (preferably the strip is wound helically, on itself) around the axis main of the magnetic core so as to form a succession of successive layers in a direction parallel to the main axis of the magnetic core.
Le noyau magnétique selon l’invention est essentiellement caractérisé en ce que le ruban enroulé présente une première alternance de formes concaves et convexes du ruban formée sur la face principale supérieure et une seconde alternance de formes concaves et convexes formée sur la face principale inférieure, ces première et seconde alternances étant formées le long du ruban de sorte que des formes convexes du ruban appartenant à une couche donnée de la succession de couches pénètrent respectivement dans des formes concaves du ruban appartenant à une autre couche de la succession de couches qui est adjacente de ladite couche donnée de la succession de couches.The magnetic core according to the invention is essentially characterized in that the wound ribbon has a first alternation of concave and convex shapes of the ribbon formed on the upper main face and a second alternation of concave and convex shapes formed on the lower main face, these first and second alternations being formed along the ribbon so that convex shapes of the ribbon belonging to a given layer of the succession of layers penetrate respectively into concave shapes of the ribbon belonging to another layer of the succession of layers which is adjacent to said given layer of the succession of layers.
Le terme alternance de formes concaves et convexes désigne une succession de formes concaves et convexes répartie le long du ruban.The term alternating concave and convex shapes designates a succession of concave and convex shapes distributed along the ribbon.
Les alternances de formes concaves et convexes formées sur les faces principales inférieure et supérieur du ruban permettent de créer une succession de zones de flexion privilégiée du ruban de tôle suivant sa longueur.The alternations of concave and convex shapes formed on the lower and upper main faces of the tape make it possible to create a succession of zones of privileged bending of the sheet metal tape along its length.
L’enroulement du ruban autour de l’axe principal est ainsi facilité et il est ainsi possible de limiter la dégradation du ruban liée à son enroulement.The winding of the ribbon around the main axis is thus facilitated and it is thus possible to limit the degradation of the ribbon linked to its winding.
Par ailleurs, la présence de ces formes concaves et convexes permet de conformer le ruban en le pliant dans des plans tangentiels au périmètre de l’enroulement plutôt qu’en l’étirant uniquement dans des plans perpendiculaires à l’axe principal du noyau magnétique.Furthermore, the presence of these concave and convex shapes makes it possible to conform the tape by bending it in planes tangential to the perimeter of the winding rather than by stretching it only in planes perpendicular to the main axis of the magnetic core.
Ainsi, le noyau magnétique selon l’invention est adaptable à une grande variété de formes de noyaux magnétiques en adaptant au besoin les dimensions intérieures et extérieures du noyau magnétique et la longueur, la largeur et l’épaisseur de ruban.Thus, the magnetic core according to the invention is adaptable to a wide variety of shapes of magnetic cores by adapting the internal and external dimensions of the magnetic core and the length, width and thickness of the strip as needed.
Le fait qu’une forme convexe du ruban appartenant à une couche donnée de la succession de couches pénètre dans une forme concave correspondante du ruban appartenant à une couche adjacente de cette couches donnée permet de réaliser un calage des couches de la succession de couches les unes par rapport aux autres.The fact that a convex shape of the tape belonging to a given layer of the succession of layers penetrates into a corresponding concave shape of the tape belonging to an adjacent layer of this given layers allows the layers of the succession of layers to be wedged together compared to others.
Ainsi, le noyau magnétique selon l’invention présente une meilleure tenue mécanique et des déformations plastiques localisées (au niveau des formes concaves et convexes) favorables à la performance magnétique globale du noyau.Thus, the magnetic core according to the invention has better mechanical strength and localized plastic deformations (at the level of the concave and convex shapes) favorable to the overall magnetic performance of the core.
Les déformations plastiques du ruban sont mieux contrôlées et plus localisées.The plastic deformations of the tape are better controlled and more localized.
Du point de vue des performances magnétiques, il est plus intéressant d’avoir plusieurs déformations plastiques localisées plutôt que d’avoir une seule déformation plastique répartie sur toute la longueur du ruban.From the point of view of magnetic performance, it is more interesting to have several localized plastic deformations rather than to have a single plastic deformation distributed over the entire length of the tape.
Comme le pliage du ruban est mieux contrôlé la capacité de conduction de champ magnétique dans le noyau est préservée.As the bending of the ribbon is better controlled the magnetic field conduction capacity in the core is preserved.
Préférentiellement, chaque forme donnée des alternances de formes concaves et convexes est réalisée par pliage du ruban le long d’un axe propre à cette forme donnée, cet axe propre est préférentiellement transversal à la longueur du ruban.Preferably, each given shape of the alternations of concave and convex shapes is produced by folding the ribbon along an axis specific to this given shape, this specific axis is preferably transverse to the length of the ribbon.
Par axe transversal du ruban, on entend un axe qui s’étend au travers du ruban en passant par ses bords longitudinaux et qui s’étend sensiblement suivant la largeur du ruban.By transverse axis of the tape is meant an axis which extends through the tape passing through its longitudinal edges and which extends substantially along the width of the tape.
Chacune des formes données des alternances de formes concaves et convexes s’étend au moins jusqu’au bord du ruban qui forme la périphérie extérieure du noyau magnétique.Each of the given shapes of alternating concave and convex shapes extends at least to the edge of the ribbon which forms the outer periphery of the magnetic core.
Selon un mode de réalisation préférentiel du noyau magnétique selon l’invention, le ruban présente une succession de pliures le long du ruban, chacune de ces pliures définissant une desdites formes concaves d’une desdites première ou seconde alternances de formes et une desdites formes convexes de l’autre desdites première et seconde alternances de formes et cette succession de pliures étant telle que le ruban présente une répétition périodique d’un motif géométrique sur toute la longueur du ruban.According to a preferred embodiment of the magnetic core according to the invention, the strip has a succession of folds along the strip, each of these folds defining one of said concave shapes of one of said first or second alternations of shapes and one of said convex shapes on the other of said first and second alternations of shapes and this succession of folds being such that the tape has a periodic repetition of a geometric pattern over the entire length of the tape.
En d’autres termes chaque pliure du ruban permet de réaliser une forme concave d’un côté du ruban et une forme convexe de l’autre côté du ruban, le ruban ayant ainsi une forme ondulée.In other words, each fold of the ribbon makes it possible to produce a concave shape on one side of the ribbon and a convex shape on the other side of the ribbon, the ribbon thus having a wavy shape.
Les première et seconde alternances de formes concaves et convexes sont disposées de manière qu’à chaque forme concave placée d’un côté du ruban corresponde une forme convexe placée de l’autre côté du ruban et inversement qu’à chaque forme convexe placée d’un côté du ruban corresponde une forme concave placée de l’autre côté du ruban.The first and second alternations of concave and convex shapes are arranged so that each concave shape placed on one side of the ribbon corresponds to a convex shape placed on the other side of the ribbon and, conversely, to each convex shape placed on one side of the ribbon matches a concave shape placed on the other side of the ribbon.
Dans un mode de réalisation particulier, le noyau magnétique selon l’invention est spécifiquement adapté pour être intégré dans une machine de conversion électromécanique tournante.In a particular embodiment, the magnetic core according to the invention is specifically adapted to be integrated into a rotating electromechanical conversion machine.
Dans ce mode, le noyau magnétique comporte un volume creux formé autour dudit axe principal pour recevoir au moins une portion d’un rotor devant tourner dans ce volume creux ; etIn this mode, the magnetic core comprises a hollow volume formed around said main axis to receive at least a portion of a rotor having to turn in this hollow volume; and
- le ruban présente une succession de pliures le long du ruban, chacune de ces pliures définissant une desdites formes concaves d’une desdites alternances de formes et une desdites formes convexes de l’autre desdites première et seconde alternances de formes et cette succession de pliures étant telle que le ruban présente une répétition périodique d’un motif géométrique sur toute la longueur du ruban ;- the tape has a succession of folds along the tape, each of these folds defining one of said concave shapes of one of said alternations of shapes and one of said convex shapes of the other of said first and second alternations of shapes and this succession of folds being such that the tape has a periodic repetition of a geometric pattern over the entire length of the tape;
- le ruban comprend aussi une succession de dents et d’encoches formées le long du ruban ;- the ribbon also comprises a succession of teeth and notches formed along the ribbon;
- le motif géométrique comportant au moins des première et deuxième portions de motif et une zone d’inflexion de courbure du motif reliant entre elles ces première et deuxième portions du motif ;- the geometric pattern comprising at least first and second pattern portions and a pattern curvature inflection zone connecting these first and second pattern portions together;
- chacune des premières portions du motif géométrique porte au moins une seule des dents de ladite succession de dents et d’encoches ;- each of the first portions of the geometric pattern carries at least one of the teeth of said succession of teeth and notches;
- chacune des deuxièmes portions du motif géométrique comporte une découpe latérale délimitant une bordure d’au moins une des encoches de la succession de dents et d’encoches ; et- each of the second portions of the geometric pattern comprises a lateral cutout delimiting a border of at least one of the notches of the succession of teeth and notches; and
- chaque dent de la succession de dents comporte un axe longitudinal qui lui est propre, les pliures de la succession de pliures étant agencées pour que chaque axe longitudinal des dents soit orienté pour passer par l’axe principal du noyau magnétique- each tooth of the succession of teeth has its own longitudinal axis, the folds of the succession of folds being arranged so that each longitudinal axis of the teeth is oriented to pass through the main axis of the magnetic core
Selon un second aspect, l’invention concerne une machine de conversion électrique comportant le noyau magnétique selon l’un quelconque des modes de réalisation décrits et au moins une bobine entourant au moins une partie de ce noyau magnétique pour transférer un flux électromagnétique entre la bobine et le noyau magnétique.According to a second aspect, the invention relates to an electrical conversion machine comprising the magnetic core according to any one of the embodiments described and at least one coil surrounding at least a part of this magnetic core to transfer an electromagnetic flux between the coil and the magnetic core.
Selon un troisième aspect, l’invention concerne une machine de conversion électromécanique tournante, comportant :According to a third aspect, the invention relates to a rotating electromechanical conversion machine, comprising:
- un corps de stator formé à l’aide dudit noyau magnétique spécifiquement adapté pour une machine de conversion électromécanique tournante ;- a stator body formed using said magnetic core specifically adapted for a rotating electromechanical conversion machine;
- un rotor monté pivotant selon ledit axe principal du noyau magnétique à l’intérieur du volume creux ; et- a rotor mounted pivoting along said main axis of the magnetic core inside the hollow volume; and
- des bobines chacune formée d’un fil conducteur isolé électriquement à sa périphérie.- coils each formed of a conductive wire electrically insulated at its periphery.
Le noyau magnétique comportant en outre :The magnetic core further comprising:
- plusieurs rainures longitudinales internes s’étendant en longueur suivant la succession de couches ; et- several internal longitudinal grooves extending in length following the succession of layers; and
- plusieurs bossages longitudinaux internes s’étendant en longueur suivant la succession de couches ;- several internal longitudinal bosses extending in length following the succession of layers;
- chacune de ces rainures longitudinales internes étant composée par un alignement d’une pluralité desdites encoches ; et- each of these internal longitudinal grooves being composed of an alignment of a plurality of said notches; and
- chacun de ces bossages longitudinaux internes étant composé par un alignement d’une pluralité desdites dents ;- each of these internal longitudinal bosses being composed of an alignment of a plurality of said teeth;
- ces rainures longitudinales internes et ces bossages longitudinaux internes étant orientés vers le volume creux pour y former une succession de rainures longitudinales internes et de bossages longitudinaux internes tout autour de l’axe principal du noyau magnétique ;- these internal longitudinal grooves and these internal longitudinal bosses being oriented towards the hollow volume to form therein a succession of internal longitudinal grooves and internal longitudinal bosses all around the main axis of the magnetic core;
- chacune desdites bobines entourant au moins un desdits bossages longitudinaux internes qui forme au moins un noyau de cette bobine tout en cheminant via au moins deux desdites rainures longitudinales internes du corps de stator.- each of said coils surrounding at least one of said internal longitudinal bosses which forms at least one core of this coil while traveling via at least two of said internal longitudinal grooves of the stator body.
Une telle machine de conversion électromécanique tournante peut être un moteur électrique ou un générateur électrique.Such a rotating electromechanical conversion machine can be an electric motor or an electric generator.
Selon un quatrième aspect, l’invention concerne un procédé de fabrication d’un noyau magnétique de machine de conversion électrique, ce noyau magnétique présentant un axe principal.According to a fourth aspect, the invention relates to a method for manufacturing a magnetic core of an electrical conversion machine, this magnetic core having a main axis.
Ce procédé selon l’invention comprend :This process according to the invention comprises:
- la fabrication d’un ruban de tôle présentant une face principale supérieure et une face principale inférieure formées de part et d’autre du ruban de tôle ;- the manufacture of a sheet metal strip having an upper main face and a lower main face formed on either side of the sheet metal strip;
- l’enroulement dudit ruban de telle manière que ce ruban soit enroulé (sur lui-même et préférentiellement en hélice) autour de l’axe principal du noyau magnétique de sorte à former une succession de couches qui se succèdent suivant une direction parallèle à l’axe principal du noyau magnétique.- the winding of said ribbon in such a way that this ribbon is wound (on itself and preferably in a helix) around the main axis of the magnetic core so as to form a succession of layers which follow one another in a direction parallel to the main axis of the magnetic core.
Le procédé selon l’invention est essentiellement caractérisé dans le fait qu’il comporte une opération de pliage du ruban pour former le long du ruban une première alternance de formes concaves et convexes du ruban formée sur la face principale supérieure et une seconde alternance de formes concaves et convexes formée sur la face principale inférieure, ces première et seconde alternances de formes concaves et convexes étant telles qu’une fois le ruban enroulé, des formes convexes du ruban appartenant à une couche donnée de la succession de couches pénètrent (s’emboitent) respectivement dans des formes concaves du ruban appartenant à une autre couche de la succession de couches qui est adjacente de ladite couche donnée de la succession de couches.The method according to the invention is essentially characterized in that it comprises a ribbon folding operation to form along the ribbon a first alternation of concave and convex shapes of the ribbon formed on the upper main face and a second alternation of shapes concave and convex shapes formed on the lower main face, these first and second alternations of concave and convex shapes being such that once the tape is rolled up, convex shapes of the tape belonging to a given layer of the succession of layers penetrate (fit together ) respectively in concave shapes of the ribbon belonging to another layer of the succession of layers which is adjacent to said given layer of the succession of layers.
Ce procédé de fabrication selon l’invention facilite grandement la production d’un noyau magnétique tout en minimisant le volume de chutes produit et tout en minimisant la dégradation du matériau lors de la production du noyau magnétique.This manufacturing method according to the invention greatly facilitates the production of a magnetic core while minimizing the volume of scrap produced and while minimizing the degradation of the material during the production of the magnetic core.
Selon un mode de réalisation particulier du procédé de fabrication d’un noyau magnétique, le ruban comprend une succession de dents et d’encoches, cette succession de dents et d’encoches étant formée le long du ruban.According to a particular embodiment of the method for manufacturing a magnetic core, the strip comprises a succession of teeth and notches, this succession of teeth and notches being formed along the strip.
Ce mode particulier permet la production d’un noyau magnétique pour machine de conversion électromécanique tournante.This particular mode allows the production of a magnetic core for a rotating electromechanical conversion machine.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels:Other characteristics and advantages of the invention will emerge clearly from the description given of it below, by way of indication and in no way limiting, with reference to the appended drawings, in which:
Comme indiqué précédemment, l’invention porte sur un noyau magnétique 1 pour machine de conversion électrique pouvant correspondre à un corps de stator 1 de machine de conversion électromécanique tournante.As indicated above, the invention relates to a magnetic core 1 for an electrical conversion machine that can correspond to a stator body 1 of a rotating electromechanical conversion machine.
Selon un autre aspect, l’invention porte sur un procédé de fabrication d’un noyau magnétique 1 selon l’invention.According to another aspect, the invention relates to a method of manufacturing a magnetic core 1 according to the invention.
Le terme de machine de conversion électrique regroupe les machines adaptées à convertir une puissance électrique ou mécanique en une puissance électrique ou mécanique. Ainsi, les machines de conversion électrique regroupent les générateurs électriques, les machines adaptée à convertir une puissance électrique en une puissance mécanique, c'est-à-dire les moteurs électriques et les transformateurs électriques.The term electrical conversion machine includes machines suitable for converting electrical or mechanical power into electrical or mechanical power. Thus, electrical conversion machines include electrical generators, machines suitable for converting electrical power into mechanical power, that is to say electric motors and electric transformers.
Le noyau magnétique 1, dans ses versions présentées aux figures 6, 7 et 8, définit un volume creux V formé autour d’un axe principal X-X du noyau pour recevoir au moins une portion d’un rotor devant tourner dans ce volume creux V du corps de stator 1.The magnetic core 1, in its versions shown in Figures 6, 7 and 8, defines a hollow volume V formed around a main axis XX of the core to receive at least a portion of a rotor to rotate in this hollow volume V of the stator body 1.
En d’autres termes, le noyau magnétique 1 forme un périmètre fermé autour dudit volume creux V.In other words, the magnetic core 1 forms a closed perimeter around said hollow volume V.
L’axe principal X-X du corps de stator est préférentiellement un axe de symétrie du noyau 1.The main axis X-X of the stator body is preferably an axis of symmetry of the core 1.
Comme indiqué précédemment, le noyau 1 comprend un ruban de tôle R présentant des faces principales supérieure F1 et inférieure F2 qui sont formées de part et d’autre du ruban de tôle R.As indicated previously, the core 1 comprises a sheet metal strip R having upper F1 and lower F2 main faces which are formed on either side of the sheet metal strip R.
Ce ruban R est enroulé, sur lui-même, et autour de l’axe principal X-X de sorte à former une succession de couches C1, C2, Cn …/.. qui se succèdent suivant une direction parallèle à l’axe principal X-X. Ici, le ruban est enroulé sur lui-même, en hélice autour de l’axe principal X-X. Cette hélice est préférentiellement une hélice circulaire, c’est à dire tracée sur un cylindre de révolution.This ribbon R is wound, on itself, and around the main axis X-X so as to form a succession of layers C1, C2, Cn …/.. which follow one another in a direction parallel to the main axis X-X. Here, the ribbon is wound on itself, in a helix around the main axis X-X. This helix is preferably a circular helix, i.e. drawn on a cylinder of revolution.
Le nombre de couches du stator correspond au nombre d’enroulements complets du ruban en hélice autour de l’axe principal.The number of layers of the stator corresponds to the number of complete windings of the ribbon in a helix around the main axis.
La hauteur du stator est ainsi définie par le nombre d’enroulements / spires de ruban, en fonction de l’épaisseur du ruban et éventuellement en fonction d’un effort de compactage appliqué sur le corps de stator avant de fixer les couches les unes aux autres pour définir une distance d’entrefer entre ces couches.The height of the stator is thus defined by the number of windings/turns of ribbon, depending on the thickness of the ribbon and possibly depending on a compaction force applied to the stator body before fixing the layers together. others to define an air gap distance between these layers.
Dans les modes de réalisations où le noyau magnétique est destiné à une machine de conversion électromécanique tournante, ce noyau comprend aussi une succession de dents Dx et d’encoches Ex, cette succession de dents Dx et d’encoches Ex étant formée le long du ruban.In the embodiments where the magnetic core is intended for a rotating electromechanical conversion machine, this core also comprises a succession of teeth Dx and notches Ex, this succession of teeth Dx and notches Ex being formed along the ribbon .
En d’autres termes la succession de dents Dx et d’encoches Ex est une alternance de dents Dx et d’encoches Ex qui est formée suivant la longueur Lg du ruban R. Ces dents permettent de créer des pôles magnétiques.In other words, the succession of teeth Dx and notches Ex is an alternation of teeth Dx and notches Ex which is formed along the length Lg of the ribbon R. These teeth make it possible to create magnetic poles.
Chaque dent donnée Dx du ruban comporte une longueur de dent Ld mesurée entre une extrémité terminale de cette dent donnée Dx et un pied de cette dent donnée qui relie cette dent donnée à une bande longitudinale B du ruban R.Each given tooth Dx of the strip has a length of tooth Ld measured between a terminal end of this given tooth Dx and a foot of this given tooth which connects this given tooth to a longitudinal strip B of the strip R.
Cette bande longitudinale B du ruban R s’étend sur toute la longueur du ruban Lg et elle supporte l’ensemble des dents Dx du ruban R. La largeur du ruban Lr est égale à la somme Lb+Ld.This longitudinal strip B of the strip R extends over the entire length of the strip Lg and it supports all of the teeth Dx of the strip R. The width of the strip Lr is equal to the sum Lb+Ld.
Chaque dent donnée Dx présente des côtés C1, C2 placés de part et d’autre de cette dent donnée Dx.Each given tooth Dx has sides C1, C2 placed on either side of this given tooth Dx.
Chacun de ces côtés C1, C2 s’étend le long de l’axe longitudinal XD de la dent donnée Dx.Each of these sides C1, C2 extends along the longitudinal axis XD of the given tooth Dx.
La largeur d’une dent donnée est une dimension mesurée entre les deux côtés C1, C2 de cette dent Dx.The width of a given tooth is a dimension measured between the two sides C1, C2 of this tooth Dx.
Comme on le comprend de la figure 1, le ruban R peut être obtenu par découpe d’une feuille métallique F d’épaisseur constante E.As understood from Figure 1, the tape R can be obtained by cutting a metal sheet F of constant thickness E.
Le ruban R ainsi formé à donc une épaisseur E constante.The ribbon R thus formed therefore has a constant thickness E.
Cette feuille F est par exemple stockée sous la forme d’une bobine de grande longueur et elle est déroulée au fur et à mesure de la découpe du ruban.This sheet F is for example stored in the form of a very long reel and it is unrolled as the tape is cut.
Chaque dent donnée Dx du ruban R est ainsi formée par découpe de la feuille F et elle présente une épaisseur E qui est identique à l’épaisseur E du ruban.Each given tooth Dx of the ribbon R is thus formed by cutting the sheet F and it has a thickness E which is identical to the thickness E of the ribbon.
Les faces principales supérieure et inférieure F1, F2 du ruban R s’étendent sur toute la largeur du ruban R, chaque dent donnée Dx comporte :The upper and lower main faces F1, F2 of the ribbon R extend over the entire width of the ribbon R, each given tooth Dx comprises:
- une face principale supérieure de la dent donnée qui est une partie de la face principale supérieure F1 du ruban R ; et- an upper main face of the given tooth which is part of the upper main face F1 of the ribbon R; and
- une face principale inférieure de la dent donnée qui est une partie de la face principale inférieure F2 du ruban R.- a lower main face of the given tooth which is part of the lower main face F2 of the ribbon R.
L’épaisseur E de chaque dent donnée Dx est la distance séparant les faces principales supérieure et inférieure de cette dent donnée.The thickness E of each given tooth Dx is the distance between the upper and lower main faces of this given tooth.
Chaque dent donnée Dx est aussi délimitée entre des première et seconde encoches données adjacentes de la dent.Each given tooth Dx is also bounded between adjacent first and second given notches of the tooth.
Le premier côté C1 de la dent donnée Dx est délimité par la première de ces encoches adjacentes et le second côté C2 de la dent donnée Dx est délimité par la seconde de ces encoches adjacentes.The first side C1 of the given tooth Dx is delimited by the first of these adjacent notches and the second side C2 of the given tooth Dx is delimited by the second of these adjacent notches.
Chaque encoche Ex est formée par une découpe d’un bord longitudinal du ruban R.Each notch Ex is formed by cutting a longitudinal edge of the strip R.
Selon l’invention, le ruban R enroulé en hélice présente une succession de pliures P1, P2, Pn, le long du ruban R.According to the invention, the ribbon R wound in a helix has a succession of folds P1, P2, Pn, along the ribbon R.
Ces pliures du ruban permettent de définir le long du ruban :These folds of the ribbon make it possible to define along the ribbon:
- une première alternance de formes concaves CC et convexes CV du ruban formée sur la face principale supérieure F1 ; et- A first alternation of concave CC and convex shapes CV of the ribbon formed on the upper main face F1; and
- une seconde alternance de formes concaves CC et convexes CV formée sur la face principale inférieure F2.- A second alternation of concave CC and convex CV shapes formed on the lower main face F2.
Comme on le comprendra par la suite, grâce à ces pliures, il est possible de faire varier chacune des dimensions précitées des dents, encoches et du ruban avec une plus grande liberté ce qui permet d’optimiser le stator.As will be understood later, thanks to these folds, it is possible to vary each of the aforementioned dimensions of the teeth, notches and of the tape with greater freedom, which makes it possible to optimize the stator.
L’expression succession de pliures le long du ruban désigne une succession d’ondes / d’ondulations du ruban R suivant la longueur Lg du ruban R.The expression succession of folds along the ribbon designates a succession of waves / undulations of the ribbon R along the length Lg of the ribbon R.
Comme on le voit sur la vue détaillée de la figure 5, cette succession de pliures P1, P2, Pn le long du ruban R est conformée de sorte que des formes concaves du ruban appartenant à une couche donnée C2 de la succession de couches Cn pénètrent / s’emboitent respectivement dans des formes convexes du ruban appartenant à une autre couche C1 de la succession de couches Cn qui est adjacente de ladite couche donnée C2 de la succession de couches Cn.As can be seen in the detailed view of FIG. 5, this succession of folds P1, P2, Pn along the ribbon R is shaped so that concave shapes of the ribbon belonging to a given layer C2 of the succession of layers Cn penetrate / respectively fit into convex shapes of the strip belonging to another layer C1 of the succession of layers Cn which is adjacent to said given layer C2 of the succession of layers Cn.
En d’autres termes, chaque forme convexe du ruban appartenant à une couche donnée de la succession de couches pénètre / s’emboite dans une forme concave (une ondulation) du ruban qui lui correspond et qui appartient à une autre couche de la succession de couches qui est adjacente de ladite couche donnée de la succession de couches.In other words, each convex shape of the tape belonging to a given layer of the succession of layers penetrates / fits into a concave shape (a wave) of the tape which corresponds to it and which belongs to another layer of the succession of layers. layers which is adjacent to said given layer of the succession of layers.
Cet agencement permet un calage des dents et des encoches des différentes couches les unes par rapport au autres par simple pénétration d’une forme convexe d’une couche dans une autre forme concave correspondante appartenant à une autre des couches de la succession de couches Cn.This arrangement allows the teeth and notches of the different layers to be wedged relative to each other by simple penetration of a convex shape of a layer into another corresponding concave shape belonging to another of the layers of the succession of layers Cn.
Comme chaque couche présente plusieurs formes concaves et plusieurs formes convexes, on constate que deux couches adjacentes entre elles sont calées par plusieurs emboitements comprenant chacun une forme concave pénétrant dans une forme convexe correspondante.As each layer has several concave shapes and several convex shapes, it can be seen that two layers adjacent to each other are wedged by several interlockings each comprising a concave shape penetrating into a corresponding convex shape.
Ceci est particulièrement avantageux pour la cohésion du noyau magnétique.This is particularly advantageous for the cohesion of the magnetic core.
Dans le cas où ce noyau comporte des dents, ces calages sont utiles pour positionner les dents les unes par rapport aux autres. Ces formes concaves et convexes sont formées par pliage du ruban ce qui limite le risque de déchirure du bord externe du ruban lors de son enroulement.In the case where this core has teeth, these wedgings are useful for positioning the teeth relative to each other. These concave and convex shapes are formed by folding the tape, which limits the risk of tearing the outer edge of the tape when it is rolled up.
En effet, cette géométrie limite les contraintes mécaniques internes au ruban lors de son enroulement en hélice autour de l’axe principal X-X. La dégradation du comportement magnétique de la matière constitutive du ruban est ainsi plus localisée ce qui améliore le comportement magnétique global du noyau.Indeed, this geometry limits the mechanical stresses internal to the ribbon during its winding in a helix around the main axis X-X. The degradation of the magnetic behavior of the constituent material of the ribbon is thus more localized, which improves the overall magnetic behavior of the core.
Par ailleurs, la forme de la pliure peut être adaptée en fonction de la géométrie souhaitée du noyau et de ses dimensions mais aussi de manière à limiter l’impact d’une pliure sur le comportement magnétique du corps de stator.Furthermore, the shape of the bend can be adapted according to the desired geometry of the core and its dimensions, but also so as to limit the impact of a bend on the magnetic behavior of the stator body.
Ainsi, le nombre de ces pliures et la forme de ces pliures détermine une répétition périodique d’un motif géométrique M sur toute la longueur du ruban. La forme et les dimensions des motifs M peut être sélectionnée en fonction d’un objectif de comportement magnétique souhaité du noyau magnétique et en fonction des dimensions à obtenir.Thus, the number of these folds and the shape of these folds determines a periodic repetition of a geometric pattern M over the entire length of the ribbon. The shape and dimensions of the patterns M can be selected according to a desired magnetic behavior objective of the magnetic core and according to the dimensions to be obtained.
En particulier, comme illustré à la figure 8, il est possible de former une succession de pliures d’orientation de ruban telles que chaque pliure d’orientation donnée s’étend transversalement vis-à-vis du ruban et présente un axe longitudinal de la pliure d’orientation donnée qui est, dans son prolongement axial, passe par un volume creux du noyau magnétique formé autour de son axe principal X-X.In particular, as illustrated in FIG. 8, it is possible to form a succession of ribbon orientation folds such that each given orientation fold extends transversely with respect to the ribbon and has a longitudinal axis of the bend of given orientation which, in its axial extension, passes through a hollow volume of the magnetic core formed around its main axis XX.
Préférentiellement, chaque axe longitudinal d’une pliure d’orientation donnée est, dans son prolongement axial, sécant avec ledit axe principal X-X du noyau magnétique. Dans ce mode particulier, la forme de la pliure peut être variable suivant la largeur du ruban en ayant un rayon de courbure croissant en allant vers la périphérie externe de l’hélice.Preferably, each longitudinal axis of a bend of given orientation is, in its axial extension, secant with said main axis X-X of the magnetic core. In this particular mode, the shape of the fold can be variable according to the width of the ribbon by having an increasing radius of curvature going towards the outer periphery of the helix.
Le ruban R est fait d’un matériau ferromagnétique tel que du fer doux ou autre matériau usuellement utilisé pour la fabrication de corps de stator par empilements de couches de tôles.The ribbon R is made of a ferromagnetic material such as soft iron or other material usually used for the manufacture of stator bodies by stacking layers of sheets.
Ce ruban, illustré aux figures 1 à 6, présente :This ribbon, illustrated in figures 1 to 6, presents:
- une épaisseur E mesurée entre ses faces principales inférieure F2 et supérieure F1) ;- a thickness E measured between its lower main faces F2 and upper F1);
- une longueur Lg mesurée entre des extrémités longitudinales du ruban R et le long de ses bords longitudinaux ;- a length Lg measured between the longitudinal ends of the ribbon R and along its longitudinal edges;
- une largeur, c'est-à-dire la dimension maximale de largeur, mesurée suivant une direction perpendiculaire à la longueur Lg du ruban, cette largeur étant supérieure à l’épaisseur E et inférieure à la longueur Lg.- a width, i.e. the maximum width dimension, measured in a direction perpendicular to the length Lg of the tape, this width being greater than the thickness E and less than the length Lg.
L’hélice suivant laquelle est enroulé le ruban R présente un nombre N d’enroulements complets du ruban.The helix along which the ribbon R is wound has a number N of complete windings of the ribbon.
Par enroulement complet du ruban, on entend un enroulement s’étendant sur 360° autour de l’axe principal du stator X-X.By complete winding of the ribbon, we mean a winding extending over 360° around the main axis of the stator X-X.
Préférentiellement, l’hélice présente au moins 4 enroulements complets du ruban, la face principale inférieure F2 du ruban R étant en contact continu contre la face principale supérieure F1 du ruban sur ces 4 enroulements complets.Preferably, the helix has at least 4 complete windings of the ribbon, the lower main face F2 of the ribbon R being in continuous contact against the upper main face F1 of the ribbon on these 4 complete windings.
Préférentiellement, chacune des pliures P1, P2, Pn (ondes) de ladite succession de pliures (succession d’ondes) définit une desdites formes concaves d’une desdites première et seconde alternances de formes et une desdites formes convexes de l’autre desdites première et seconde alternances.Preferably, each of the folds P1, P2, Pn (waves) of said succession of folds (succession of waves) defines one of said concave shapes of one of said first and second alternations of shapes and one of said convex shapes of the other of said first and second alternations.
Ces première et seconde alternances de formes définissent un motif géométrique M du ruban qui est répété périodiquement sur toute la longueur du ruban.These first and second alternations of shapes define a geometric pattern M of the tape which is repeated periodically over the entire length of the tape.
La répétition d’un même motif M le long du ruban facilite les opérations de mise en forme du ruban et par conséquent la fabrication du noyau magnétique 1.The repetition of the same pattern M along the strip facilitates the shaping operations of the strip and consequently the manufacture of the magnetic core 1.
Dans les modes de réalisations illustrés sur les figures 1 à 8, le motif géométrique M comporte au moins des première et deuxième portions M1, M2 du motif M et une zone d’inflexion Inf de courbure du motif M reliant entre elles ces première et deuxième portions M1, M2 du motif M. Les extrémités terminales du motif comportent aussi chacune une inflexion de liaison avec un autre des motifs M adjacents.In the embodiments illustrated in Figures 1 to 8, the geometric pattern M comprises at least first and second portions M1, M2 of the pattern M and a zone of inflection Inf of curvature of the pattern M connecting these first and second portions M1, M2 of the pattern M. The terminal ends of the pattern also each comprise an inflection connecting with another of the adjacent M patterns.
Chacune des premières portions M1 de motif de la répétition périodique de motifs géométriques M porte au moins une des dents Dx ou encoche Ex de ladite succession de dents Dx et d’encoches Ex.Each of the first pattern portions M1 of the periodic repetition of geometric patterns M carries at least one of the teeth Dx or notch Ex of said succession of teeth Dx and notches Ex.
Chacune des deuxièmes portions M2 de motif M de la répétition périodique de motifs géométriques M comporte une découpe latérale délimitant une bordure d’au moins une des encoches Ex ou de dent Dx de la succession de dents et d’encoches.Each of the second portions M2 of pattern M of the periodic repetition of geometric patterns M comprises a lateral cutout delimiting a border of at least one of the notches Ex or of a tooth Dx of the succession of teeth and notches.
Sur les figures 4 à 8, chaque première portion M1 porte une seule dent Dx et chaque deuxième portion M2 porte une seule encoche Ex. Ce mode de réalisation est le plus simple à réaliser mais il est également possible de varier la répartition des dents et des encoches le long de la succession de pliures / de motifs.In FIGS. 4 to 8, each first portion M1 carries a single tooth Dx and each second portion M2 carries a single notch Ex. This embodiment is the simplest to produce, but it is also possible to vary the distribution of the teeth and the notches along the succession of folds/patterns.
Ainsi, si l’on considère qu’un motif M comportant une première portion M1 et une deuxième portion M2 constitue une période de base de pliure P1 et si l’on considère qu’une dent Dx et une encoche Ex constitue une période de base de denture, alors on peut faire en sorte d’avoir :Thus, if we consider that a pattern M comprising a first portion M1 and a second portion M2 constitutes a basic folding period P1 and if we consider that a tooth Dx and a notch Ex constitutes a basic period of teeth, then we can make sure to have:
- soit un nombre entier de périodes de base de denture par période de base du motif;- or an integer number of base periods of toothing per base period of the pattern;
- soit un nombre entier de périodes de base de motif par période de base de denture.or an integer number of pattern base periods per tooth base period.
Ce mode de réalisation permet, sur une longueur de ruban donnée, d’ajuster de manière relativement indépendante d’une part le nombre de dents et encoches et d’autre part le nombre de pliures.This embodiment makes it possible, over a given length of tape, to adjust relatively independently on the one hand the number of teeth and notches and on the other hand the number of folds.
Ainsi, le noyau magnétique selon l’invention peut être fabriqué sur mesure en fonction des diamètres interne et externe du noyau à obtenir et en fonction du nombre de dents et d’encoches à répartir à l’intérieur ou à l’extérieur de ce noyau.Thus, the magnetic core according to the invention can be made to measure according to the internal and external diameters of the core to be obtained and according to the number of teeth and notches to be distributed inside or outside this core. .
Comme indiqué précédemment, la présente invention permet d’adapter la géométrie des dents et encoches en fonctions d’objectifs à atteindre, comme des objectifs de compacité ou de comportement électromagnétique.As indicated above, the present invention makes it possible to adapt the geometry of the teeth and notches according to the objectives to be achieved, such as objectives of compactness or electromagnetic behavior.
Par exemple, si chaque dent de la succession de dents Dx comporte un axe longitudinal XD qui lui est propre, il est possible d’agencer les pliures pour que chaque axe longitudinal XD des dents soit orienté suivant une direction qui lui est propre et qui passe par l’axe principal X-X du corps de stator 1.For example, if each tooth of the succession of teeth Dx comprises a longitudinal axis XD which is specific to it, it is possible to arrange the folds so that each longitudinal axis XD of the teeth is oriented in a direction which is specific to it and which passes by the main axis XX of the stator body 1.
Pour orienter les axes longitudinaux XD des dents on peut faire en sorte que chacune des pliures comporte une ligne de pliure Inf orientée suivant une direction propre à cette ligne de pliure. Chaque ligne de pliure permet de générer d’une part une zone d’inflexion Inf entre des première et deuxième portions M1, M2 du motif M et d’autre part un début d’enroulement du ruban. L’enroulement peut être favorisé en réalisant des lignes de pliures du ruban non parallèles entre elles et/ou en variant le rayon de pliage le long de la pliure.To orient the longitudinal axes XD of the teeth, it is possible to ensure that each of the folds includes a fold line Inf oriented in a direction specific to this fold line. Each fold line makes it possible to generate on the one hand an area of inflection Inf between first and second portions M1, M2 of the pattern M and on the other hand a start of winding of the tape. The winding can be favored by making the fold lines of the tape not parallel to each other and/or by varying the radius of the fold along the fold.
Préférentiellement, toutes les premières et deuxièmes portions M1, M2 des motifs géométriques M tendent vers des portions planes du ruban R. Les angles formés entre les première et deuxième portions M1, M2 des motifs M sont préférentiellement identiques entre eux et sont adaptables en fonction de la géométrie et du diamètre de corps de stator à obtenir.Preferably, all the first and second portions M1, M2 of the geometric patterns M tend towards flat portions of the ribbon R. The angles formed between the first and second portions M1, M2 of the patterns M are preferably identical to each other and are adaptable according to the geometry and the diameter of the stator body to be obtained.
Lors de l’enroulement en hélice du ruban, les pliures permettent d’aligner les couches du ruban les unes par rapport aux autres ce qui génère des alignements de dents et des alignements d’encoches de différentes couches.During the helical winding of the ribbon, the folds make it possible to align the layers of the ribbon with respect to each other which generates alignments of teeth and alignments of notches of different layers.
Le corps de stator ainsi obtenu comporte :The stator body thus obtained comprises:
- plusieurs rainures longitudinales internes s’étendant en longueur suivant la succession de couches ; et- several internal longitudinal grooves extending in length following the succession of layers; and
- plusieurs bossages longitudinaux internes s’étendant en longueur suivant la succession de couches.- several internal longitudinal bosses extending in length following the succession of layers.
Ces rainures longitudinales internes et ces bossages longitudinaux internes sont orientés vers le volume creux V pour y former une succession de rainures longitudinales internes et de bossages longitudinaux internes tout autour de l’axe principal X-X du corps de stator 1.These internal longitudinal grooves and these internal longitudinal bosses are oriented towards the hollow volume V to form therein a succession of internal longitudinal grooves and internal longitudinal bosses all around the main axis X-X of the stator body 1.
Chacune des rainures longitudinales internes est composée par un alignement d’une pluralité desdites encoches Ex.Each of the internal longitudinal grooves is composed by an alignment of a plurality of said notches Ex.
Chacun des bossages longitudinaux internes est composé par un alignement d’une pluralité desdites dents Dx.Each of the internal longitudinal bosses is made up of an alignment of a plurality of said teeth Dx.
Les couches C1, C2, Cn de la succession de couches Cn sont préférentiellement reliées entre elles par plusieurs moyens de fixation pour figer la géométrie du noyau 1 et ainsi obtenir un rendement magnétique optimum.The layers C1, C2, Cn of the succession of layers Cn are preferably interconnected by several fastening means to fix the geometry of the core 1 and thus obtain optimum magnetic efficiency.
Typiquement, un moyen de fixation peut être une ou plusieurs soudures S0 formés à la périphérie du corps de stator 1.Typically, a fixing means can be one or more S0 welds formed on the periphery of the stator body 1.
Alternativement, cette fixation des couches pourrait être réalisée par d’autres procédés comme du collage (par exemple via une couche de polymère durcissable appliquée au moins à la périphérie du corps de stator) ou par des tirants ou vissages comprimant les couches entre elles.Alternatively, this fixing of the layers could be carried out by other processes such as bonding (for example via a layer of hardenable polymer applied at least to the periphery of the stator body) or by tie rods or screws compressing the layers together.
Il est à noter que la tôle peut présenter un revêtement électriquement isolant, ce revêtement pouvant être adapté pour permettre le collage des couches.It should be noted that the sheet may have an electrically insulating coating, this coating possibly being adapted to allow the layers to be bonded.
Après avoir réalisé la fixation des couches les unes par rapport aux autres, le corps de stator peut subir traitement thermique de recuit.After having carried out the fixing of the layers with respect to each other, the stator body can undergo annealing heat treatment.
Nous allons maintenant décrire le procédé de fabrication d’un noyau magnétique selon l’invention.We will now describe the method of manufacturing a magnetic core according to the invention.
Ce procédé comprend :This process includes:
- la fabrication d’un ruban de tôle R présentant une face principale supérieure F1 et une face principale inférieure F2 et pouvant comprendre une succession de dents Dx et d’encoches Ex ;- the manufacture of a strip of sheet metal R having an upper main face F1 and a lower main face F2 and which may comprise a succession of teeth Dx and notches Ex;
- une opération de pliage du ruban pour former le long du ruban R une succession de pliures P1, P2, Pn et ainsi obtenir une première alternance de formes concaves CC et convexes CV du ruban formée sur la face principale supérieure F1 et une seconde alternance de formes concaves CC et convexes CV formée sur la face principale inférieure 2, ces première et seconde alternances de formes concaves et convexes étant telles qu’une fois le ruban R enroulé sur lui-même (préférentiellement en hélice), des formes convexes appartenant à une couche donnée C2 de la succession de couches Cn pénètrent (s’emboitent) respectivement dans des formes concaves appartenant à une autre couche C1 de la succession de couches Cn ; puis- a ribbon folding operation to form along the ribbon R a succession of folds P1, P2, Pn and thus obtain a first alternation of concave CC and convex CV shapes of the ribbon formed on the upper main face F1 and a second alternation of concave CC and convex CV shapes formed on the lower main face 2, these first and second alternations of concave and convex shapes being such that once the ribbon R is wound on itself (preferably in a helix), convex shapes belonging to a given layer C2 of the succession of layers Cn penetrate (interlock) respectively in concave shapes belonging to another layer C1 of the succession of layers Cn; then
- l’enroulement dudit ruban R en hélice, sur lui-même, et autour de l’axe principal X-X du noyau magnétique 1.- the winding of said ribbon R in a helix, on itself, and around the main axis X-X of the magnetic core 1.
Les figures 2 et 3 présentent des exemples de procédés d’obtention de ce ruban ondulé.Figures 2 and 3 show examples of processes for obtaining this corrugated tape.
Sur la figure 2, l’opération de pliage du ruban est réalisée avec un outil d’un premier type comportant deux roues à dents conformées pour entrainer le ruban entre ces roues à dents mises en rotation et ainsi déformer le ruban de manière à générer ladite succession de pliures P1, P2, Pn.In FIG. 2, the tape folding operation is carried out with a tool of a first type comprising two toothed wheels shaped to drive the tape between these toothed wheels set in rotation and thus to deform the tape so as to generate said succession of folds P1, P2, Pn.
Cet outil du premier type, aussi appelé « outil de profilage », permet une grande productivité car l’opération de pliage du ruban peut être réalisée en continu.This tool of the first type, also called "profiling tool", allows high productivity because the tape folding operation can be carried out continuously.
Sur la figure 3, l’opération de pliage est réalisée à l’aide d’un outil d’un second type comportant une paire de mors de serrage Mrs1, Mrs2 et une paire d’outils presseurs OT1, OT2.In Figure 3, the bending operation is performed using a tool of a second type comprising a pair of clamping jaws Mrs1, Mrs2 and a pair of pressing tools OT1, OT2.
Les mors de serrage Mrs1, Mrs2 sont conformés pour sélectivement serrer le ruban R entre ces mors Mrs1, Mrs2.The clamping jaws Mrs1, Mrs2 are shaped to selectively clamp the strip R between these jaws Mrs1, Mrs2.
Les outils presseurs OT1, OT2 sont agencés pour sélectivement presser le ruban R pendant qu’il est serré par les mors de serrage Mrs1, Mrs2 créant ainsi une pliure de la succession de pliures.The pressing tools OT1, OT2 are arranged to selectively press the ribbon R while it is clamped by the clamping jaws Mrs1, Mrs2 thus creating a fold of the succession of folds.
L’outil du second type, aussi appelé « outil à suivre » permet une plus grande flexibilité que l’outil du premier type. En particulier, il permet une succession de lignes de pliures Inf / pliages non parallèles les uns aux autres ou de rayon variable ce qui permet de minimiser les efforts nécessaires à l’enroulement du ruban. Le risque de dégradation du comportement magnétique du ruban s’en trouve d’autant plus limité.The tool of the second type, also called "tool to follow" allows greater flexibility than the tool of the first type. In particular, it allows a succession of lines of Inf folds / folds not parallel to each other or of variable radius which makes it possible to minimize the efforts necessary for winding the tape. The risk of degradation of the magnetic behavior of the tape is all the more limited.
Bien que le noyau magnétique présenté ci-avant présente une forme cylindrique droite formée autour de son axe principal X-X, il est aussi envisageable que ce noyau présente, lorsqu’observé selon une direction parallèle à l’axe principal X-X, une forme extérieure polygonale (par exemple une forme extérieure polygonale carrée ou rectangulaire).Although the magnetic core presented above has a straight cylindrical shape formed around its main axis XX, it is also possible that this core has, when observed in a direction parallel to the main axis XX, a polygonal outer shape ( for example a square or rectangular polygonal outer shape).
Claims (14)
- le ruban comprend une succession de dents (Dx) et d’encoches (Ex) formée le long du ruban ;
- le motif géométrique (M) comporte au moins des première et deuxième portions (M1, M2) du motif (M) et une zone d’inflexion (Inf) de courbure du motif (M) reliant entre elles ces première et deuxième portions (M1, M2) du motif (M) ;
- chacune des premières portions (M1) de motif de la répétition périodique du motif géométrique (M) porte au moins une seule des dents (Dx) ou des encoches (Ex) de ladite succession de dents (Dx) et d’encoches (Ex) ; et
- chacune des deuxièmes portions (M2) de motif de la répétition périodique du motif géométrique (M) comporte une découpe latérale délimitant une bordure d’au moins une des encoches (Ex) ou au moins une dent(Dx) de la succession de dents et d’encoches.Magnetic core according to claim 4, in which:
- the tape comprises a succession of teeth (Dx) and notches (Ex) formed along the tape;
- the geometric pattern (M) comprises at least first and second portions (M1, M2) of the pattern (M) and a zone of inflection (Inf) of curvature of the pattern (M) connecting these first and second portions ( M1, M2) of the pattern (M);
- each of the first pattern portions (M1) of the periodic repetition of the geometric pattern (M) carries at least one of the teeth (Dx) or notches (Ex) of said succession of teeth (Dx) and notches (Ex ); and
- each of the second pattern portions (M2) of the periodic repetition of the geometric pattern (M) comprises a lateral cutout delimiting a border of at least one of the notches (Ex) or at least one tooth (Dx) of the succession of teeth and notches.
- plusieurs rainures longitudinales internes s’étendant en longueur suivant la succession de couches ; et
- plusieurs bossages longitudinaux internes s’étendant en longueur suivant la succession de couches ;
- chacune de ces rainures longitudinales internes étant composée par un alignement d’une pluralité desdites encoches (Ex) ; et
- chacun de ces bossages longitudinaux internes étant composé par un alignement d’une pluralité desdites dents (Dx) ;
- ces rainures longitudinales internes et ces bossages longitudinaux internes étant orientés vers le volume creux (V) pour y former une succession de rainures longitudinales internes et de bossages longitudinaux internes tout autour de l’axe principal (X-X) du noyau magnétique (1) ;
- chacune desdites bobines entourant au moins un desdits bossage longitudinaux internes qui forme au moins un noyau de cette bobine tout en cheminant via au moins deux desdites rainures longitudinales internes du noyau magnétique.Rotating electromechanical conversion machine, comprising a stator body formed using a magnetic core according to claim 7, a rotor mounted pivoting along said main axis (XX) of the magnetic core (1) inside the hollow volume (V), and coils each formed of a conductive wire electrically insulated at its periphery, the magnetic core comprising:
- several internal longitudinal grooves extending in length following the succession of layers; and
- several internal longitudinal bosses extending in length following the succession of layers;
- each of these internal longitudinal grooves being composed by an alignment of a plurality of said notches (Ex); and
- each of these internal longitudinal bosses being composed of an alignment of a plurality of said teeth (Dx);
- these internal longitudinal grooves and these internal longitudinal bosses being oriented towards the hollow volume (V) to form therein a succession of internal longitudinal grooves and internal longitudinal bosses all around the main axis (XX) of the magnetic core (1);
- each of said coils surrounding at least one of said internal longitudinal bosses which forms at least one core of this coil while traveling via at least two of said internal longitudinal grooves of the magnetic core.
- la fabrication d’un ruban de tôle (R) présentant une face principale supérieure (F1) et une face principale inférieure (F2) formées de part et d’autre du ruban de tôle (R) ;
- l’enroulement dudit ruban (R) de telle manière que ce ruban (R) soit enroulé autour de l’axe principal (X-X) du noyau magnétique (1) de sorte à former une succession de couches (C1, C2, Cn) qui se succèdent suivant une direction parallèle à l’axe principal (X-X) du noyau magnétique (1), le procédé étant caractérisé en ce qu’il comporte une opération de pliage du ruban pour former le long du ruban (R) une première alternance de formes concaves et convexes du ruban formée sur la face principale supérieure (F1) et une seconde alternance de formes concaves et convexes formée sur la face principale inférieure (F2), ces première et seconde alternances de formes concaves et convexes étant telles qu’une fois le ruban (R) enroulé, des formes convexes du ruban appartenant à une couche donnée (C2) de la succession de couches (Cn) pénètrent respectivement dans des formes concaves du ruban appartenant à une autre couche (C1) de la succession de couches (Cn) qui est adjacente de ladite couche donnée (C2) de la succession de couches (Cn).Method of manufacturing a magnetic core (1) of an electrical conversion machine, this magnetic core having a main axis (XX) of the magnetic core (1), the method comprising:
- the manufacture of a sheet metal strip (R) having an upper main face (F1) and a lower main face (F2) formed on either side of the sheet metal strip (R);
- the winding of said ribbon (R) in such a way that this ribbon (R) is wound around the main axis (XX) of the magnetic core (1) so as to form a succession of layers (C1, C2, Cn) which follow one another in a direction parallel to the main axis (XX) of the magnetic core (1), the method being characterized in that it comprises an operation of bending the strip to form along the strip (R) a first alternation of concave and convex shapes of the ribbon formed on the upper main face (F1) and a second alternation of concave and convex shapes formed on the lower main face (F2), these first and second alternations of concave and convex shapes being such that a once the tape (R) has been rolled up, convex shapes of the tape belonging to a given layer (C2) of the succession of layers (Cn) penetrate respectively into concave shapes of the tape belonging to another layer (C1) of the succession of layers (Cn) which is adjacent to said given layer (C2) of the succession of layers (Cn).
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE725610C (en) * | 1939-02-28 | 1942-09-25 | Siemens Ag | Device for punching the grooves in sheet metal strips of electrical machines |
| FR2481017A1 (en) * | 1980-04-17 | 1981-10-23 | Ducellier & Cie | Stator for vehicle alternator - has twisted pole pieces increasing effective pole area and output power |
| US4395815A (en) * | 1980-01-29 | 1983-08-02 | Card-O-Matic Pty. Limited | Method of making electric machines |
| US4914934A (en) | 1984-10-12 | 1990-04-10 | General Electric Company | Method of forming an edgewise wound core |
| US5208503A (en) * | 1991-04-12 | 1993-05-04 | Hisey Bradner L | Energy-efficient ferromagnetic stator and core apparatus |
| JP2005269691A (en) * | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Honda Motor Co Ltd | Stator core and its manufacturing process |
-
2019
- 2019-02-18 FR FR1901624A patent/FR3092947A1/en active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE725610C (en) * | 1939-02-28 | 1942-09-25 | Siemens Ag | Device for punching the grooves in sheet metal strips of electrical machines |
| US4395815A (en) * | 1980-01-29 | 1983-08-02 | Card-O-Matic Pty. Limited | Method of making electric machines |
| FR2481017A1 (en) * | 1980-04-17 | 1981-10-23 | Ducellier & Cie | Stator for vehicle alternator - has twisted pole pieces increasing effective pole area and output power |
| US4914934A (en) | 1984-10-12 | 1990-04-10 | General Electric Company | Method of forming an edgewise wound core |
| US5208503A (en) * | 1991-04-12 | 1993-05-04 | Hisey Bradner L | Energy-efficient ferromagnetic stator and core apparatus |
| JP2005269691A (en) * | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Honda Motor Co Ltd | Stator core and its manufacturing process |
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