FR3099007A1 - Stator bobiné pour une machine électrique tournante - Google Patents

Abstract

La présente invention propose une pièce bobinée pour une machine électrique tournante comportant : un corps (27) comportant des encoches (37), un bobinage électrique (28) comprenant trois phases électriques (43), chaque phase électrique comprend deux terminaux de phase (42) et une pluralité de spires. Chaque terminal (42) d’une phase est connecté électriquement à un autre terminal d’une autre phase de manière à former point de connexion (47), les points de connexion étant espacés les uns des autres suivant un angle mécanique de 40°. Chaque phase électrique (43) présente une résistance électrique, lesdites résistances électriques étant égales les unes des autres. Figure pour l’abrégé : Figure 3

Description

Stator bobiné pour une machine électrique tournante

L’invention concerne notamment une pièce bobinée pour une machine électrique tournante.

L’invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine des machines électriques tournantes telles que les alternateurs, les alterno-démarreurs ou encore les machines réversibles ou les moteurs électriques. On rappelle qu’une machine réversible est une machine électrique tournante apte à travailler de manière réversible, d’une part, comme générateur électrique en fonction alternateur et, d’autre part, comme moteur électrique par exemple pour démarrer le moteur thermique du véhicule automobile.

Une machine électrique tournante comprend un rotor mobile en rotation autour d’un axe et un stator fixe. En mode alternateur, lorsque le rotor est en rotation, il induit un champ magnétique au stator qui le transforme en courant électrique afin d’alimenter les consommateurs électriques du véhicule et de recharger la batterie. En mode moteur, le stator est alimenté électriquement et induit un champ magnétique entraînant le rotor en rotation par exemple pour démarrer le moteur thermique.

Le stator comporte un corps cylindrique annulaire muni d’encoches axiales débouchantes dans lesquelles sont agencés des conducteurs électriques de manière à former un bobinage. Le bobinage est, ici, formé de plusieurs phases chacune composée d’au moins un conducteur formant une série de spires ou boucles reliées électriquement en série. Chaque spire comporte des branches axiales qui traversent les encoches et des branches de liaisons disposées à l’extérieur du corps cylindrique qui viennent faire la liaison entre les différentes branches axiales. Les branches de liaison forment alors un chignon avant et un chignon arrière s’étendant axialement en saillie de part et d’autre du corps cylindrique.

Chaque phase présente deux terminaux de phase formés chacun par une des extrémités du conducteur. Ces terminaux sont reliés électriquement entre eux afin de former le couplage électrique souhaité, chaque connexion entre deux terminaux de phase forme un point de connexion agencé au-dessus d’un des chignons du bobinage. Le couplage est formé par exemple avec un premier point de connexion entre le terminal d’entrée de la première phase et le terminal d’entrée de la troisième phase, un deuxième point de connexion entre le terminal d’entrée de la deuxième phase et le terminal de sortie de la première phase et un troisième point de connexion entre le terminal de sortie de la troisième phase et le terminal de sortie de la deuxième phase.

Les points de connexion sont répartis suivant la circonférence du stator de manière à être positionné en regard d’un crochet du connecteur associé permettant de relier le bobinage au pont redresseur. L’espacement entre les points de connexion dépend donc des positions des crochets du connecteur et ainsi de l’agencement des modules de puissance tels que des diodes.

Par exemple comme cela est illustré sur la figure 7, lorsque l’espacement entre les points de connexion, formé par la liaison de deux terminaux de phase 42, est égal à un angle de 20°, les conducteurs formant les phases présentent des résistances électriques identiques les unes des autres. Pour simplifier la compréhension de la figure 7, on a représenté les encoches 37 du corps de manière schématique à plat et notamment chaque espace entre deux carrés représente une encoche. En particulier, la figure 7 comprend une représentation du corps pour chaque phase du bobinage qui sont à superposer pour former le bobinage électrique complet. Ainsi, la représentation des encoches en haut de la figure 7 illustre la première phase 43a, la représentation des encoches au milieu de la figure 7 illustre la deuxième phase 43b et la représentation des encoches en bas de la figure 7 illustre la troisième phase 43c.

Cependant, quand ces mêmes points de connexion présentent un espacement les uns des autres égal à un angle de 40°, les résistances électriques des conducteurs formant les phases ne sont plus identiques, en particulier une des phases présente une longueur de conducteur différente des autres phases afin de garantir cet espacement de 40° tout en gardant le même couplage de bobinage, ce qui crée un déséquilibre dans le système de phase.

La présente invention vise à permettre d’éviter les inconvénients de l’art antérieur.

A cet effet, la présente invention a donc pour objet une pièce bobinée pour une machine électrique tournante comportant : un corps comportant des encoches qui débouchent axialement dans des parois d’extrémité axiale avant et arrière dudit corps et qui sont ouvertes radialement, un bobinage électrique comprenant trois phases électriques, chaque phase électrique comprend deux terminaux de phase et une pluralité de spires, chaque spire comportant au moins un fil formé d’une série de brins axiaux qui sont reçus dans une série d’encoches associées et des brins de liaisons qui relient les brins axiaux successifs en s’étendant alternativement en saillie par rapport à la paroi d’extrémité axiale avant et en saillie par rapport à la paroi d’extrémité axiale arrière pour former des chignons. Selon la présente invention, chaque terminal d’une phase est connecté électriquement à un autre terminal d’une autre phase de manière à former point de connexion, les points de connexion étant espacés les uns des autres suivant un angle mécanique de 40°. Toujours selon l’invention, chaque phase électrique présente une résistance électrique, lesdites résistances électriques étant égales les unes des autres.

La présente invention permet d’avoir un bobinage dont l’espacement entre les points de connexion est de 40° tout en ayant un système de phase à résistance équilibré. Cela permet d’améliorer les performances de la machine électrique tournante.

Selon une réalisation, chaque phase comprend au moins un fil continu formant les brins axiaux et les brins de liaison. Par exemple, les fils continus sont de même longueur. Cela permet d’harmoniser entre elles les résistances électriques des différentes phases.

Selon une réalisation, chaque phase électrique comprend une pluralité de fils continus.

Selon une réalisation, le bobinage électrique présente un couplage triangle.

Selon une réalisation, une première phase présente un terminal d’entrée connecté à un terminal d’entrée d’une troisième phase, une deuxième phase présente un terminal d’entrée connecté à un terminal de sortie de la première phase et la troisième phase présente un terminal de sortie connecté à un terminal de sortie de la deuxième phase.

Selon une réalisation, une distance circonférentielle entre les terminaux d’une des phases est supérieure à la distance entre les terminaux d’une autre desdites phases.

Selon une réalisation, chaque phase comporte une première demi-phase formant une strate externe de spires et une deuxième demi-phase formant une strate interne de spires superposée radialement dans l’encoche à la strate externe, les spires de chaque demi-phase d’une même phase étant ondulées en opposition. Ainsi, les demi-phases sont enroulées en sens inverse l'une par rapport à l'autre. Cela permet de diminuer l’encombrement des chignons en répartissant les brins de liaison dans chacun des chignons, c’est-à-dire de part et d’autre du corps.

Selon une réalisation, une longueur de fil de chaque spire de l’une des demi-phases est plus grande que la longueur de fil de chaque spire de l’autre demi-phase et en ce qu’une des demi-phases présente un nombre de spires supérieur à celui de l’autre demi-phase. Cette différence entre les nombres de spires respectifs des deux demi-phases associée à la réduction de la longueur du conducteur et notamment de fil de chaque spire d’une des demi-phases permet de diminuer la longueur de fil totale utilisée pour réaliser une phase. La résistance du fil d’une phase est alors réduite de même que son poids et son coût de production. On améliore ainsi les performances globales de la machine électrique tournante.

Selon une réalisation, la demi-phase présentant le moins de spires est celle qui présente une longueur de fil la plus courte.

Selon une réalisation, la demi-phase présentant le moins de spires est disposée radialement plus proche de la paroi interne du corps de stator que la demi-phase présentant le plus de spires.

Selon une réalisation, le bobinage est un bobinage triphasé comportant uniquement trois phases électriques.

Alternativement, le bobinage peut comporter plus de trois phases et est notamment un bobinage double triphasés comprenant deux systèmes de triphasé et donc six phases. Les phases des deux systèmes peuvent par exemple présenter des résistances électriques égales les unes des autres.

Selon une réalisation, la pièce bobinée est un stator de machine électrique tournante.

La présente invention a également pour objet une machine électrique tournante comportant une pièce bobinée telle que précédemment décrite. La machine électrique tournante peut, avantageusement, former un alternateur, un alterno-démarreur, une machine réversible ou un moteur électrique.

La présente invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d’exemples de mise en œuvre non limitatifs de l’invention et de l’examen des dessins annexés.

La représente, schématiquement et partiellement, une vue en coupe d’une machine électrique tournante selon un exemple de mise en œuvre de l’invention.

La représente, schématiquement et partiellement, une vue de dessus d’un stator bobiné selon un exemple de mise en œuvre de l’invention.

La représente, schématiquement et partiellement, un bobinage électrique à plat selon un exemple de l’invention.

La représente, schématiquement et partiellement, une vue de dessus en éclaté qui représente deux demi-phases d’une phase électrique avant leur montage dans l’encoche selon un exemple de la présente invention.

La représente, schématiquement et partiellement, une vue de dessus qui représente la phase de la figure 4 dans lequel les deux demi-phases sont superposées axialement.

La représente, schématiquement et partiellement, une vue en perspective des deux demi-phases de la phase de la figure 5.

La précédemment décrite représente, schématiquement et partiellement, un bobinage électrique à plat selon l’art antérieur.

Les éléments identiques, similaires ou analogues conservent les mêmes références d’une figure à l’autre. On notera également que les différentes figures ne sont pas nécessairement à la même échelle. De plus, les modes de réalisation qui sont décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs ; on pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites. En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s’oppose à cette combinaison sur le plan technique.

La figure 1 représente un exemple de machine électrique tournante 10 compacte et polyphasée, notamment pour véhicule automobile. Cette machine 10 transforme de l’énergie mécanique en énergie électrique, en mode alternateur, et peut fonctionner en mode moteur pour transformer de l’énergie électrique en énergie mécanique. Cette machine électrique tournante 10 est, par exemple, un alternateur, un alterno-démarreur, une machine réversible ou un moteur électrique.

Dans cet exemple, la machine 10 comporte un carter 11. A l'intérieur de ce carter 11, elle comporte, en outre, un arbre 13, un rotor 12 solidaire en rotation de l’arbre 13 et un stator 15 entourant le rotor 12. Le mouvement de rotation du rotor 12 se fait autour d’un axe X. Dans la suite de la description, la direction axiale correspond à l'axe X, traversant en son centre l’arbre 13, alors que les orientations radiales correspondent à des plans concourants, et notamment perpendiculaires, à l'axe X. Pour les directions radiales, la dénomination intérieure correspondant à un élément orienté vers l’axe, ou plus proche de l’axe par rapport à un second élément, la dénomination extérieure désignant un éloignement de l’axe.

Dans cet exemple, le carter 11 comporte un flasque avant 16 et un flasque arrière 17 qui sont assemblés ensemble. Ces flasques 16, 17 sont de forme creuse et portent, chacun, centralement un palier accouplé à un roulement à billes 18, 19 respectif pour le montage à rotation de l'arbre 13. En outre, le carter 11 comporte des moyens de fixation 14 permettant le montage de la machine électrique tournante 10 dans le véhicule.

Un organe d’entraînement tel qu’une poulie 20 peut être fixé sur une extrémité avant de l’arbre 13. Cet organe permet de transmettre le mouvement de rotation à l’arbre ou à l’arbre de transmettre son mouvement de rotation à la courroie. Dans la suite de la description, les dénominations avant/arrière se réfèrent à cet organe. Ainsi une face avant est une face orientée en direction de l’organe alors qu’une face arrière est une face orientée en direction opposée dudit organe.

L’extrémité arrière de l’arbre 13 porte, ici, des bagues collectrices 21 appartenant à un collecteur 22. Des balais 23 appartenant à un porte-balais 24 sont disposés de façon à frotter sur les bagues collectrices 21. Le porte-balais 24 est relié à un régulateur de tension (non représenté).

Le flasque avant 16 et le flasque arrière 17 peuvent comporter des ouvertures sensiblement latérales pour le passage d’un flux d’air en vue de permettre le refroidissement de la machine 10 par circulation d'air engendrée par la rotation d’un ventilateur avant 25 agencé sur une face axiale avant du rotor 12 et d’un ventilateur arrière 26 agencé sur une face axiale arrière dudit rotor.

Dans cet exemple, le rotor 12 est un rotor à griffe comportant deux roues polaires 31. Chaque roue polaire 31 est formée d’un plateau 32 orienté transversalement, d’une pluralité de griffes 33 formants des pôles magnétiques et d’un noyau 34 cylindrique. Le rotor comporte une bobine 35 enroulée autour du noyau. Par exemple, les bagues collectrices 21 appartenant au collecteur 22 sont reliées par des liaisons filaires à ladite bobine 35. Le rotor 12 peut également comporter des éléments magnétiques, tels que des aimants permanents, interposés entre deux griffes 33 adjacentes. Alternativement, le rotor peut être formé d’un paquet de tôles logeant des aimants permanents formant les pôles magnétiques.

Comme illustré sur l’exemple de la figure 2, le stator 15 comporte un corps 27 cylindrique annulaire en forme d'un paquet de tôles doté d'encoches 37. Chaque encoche 37 débouche axialement dans des parois d’extrémité axiale avant 38 et arrière 39 du corps 27 et est ouverte radialement dans une paroi interne 40 dudit corps. Un bobinage électrique 28 est monté sur le corps 27. Ce bobinage 28 traverse les encoches 37 du corps et forment un chignon avant 29 et un chignon arrière 30 de part et d'autre du corps du stator. Le stator 15 peut être équipé d’isolant d’encoches, non représenté, pour le montage d’un bobinage électrique 28 à l’intérieur des encoches et/ou de calles de fermeture, non représentées, permettant le maintien du bobinage à l’intérieur des encoches 37.

Le bobinage 28 est formé de plusieurs phases électriques 43. Chaque phase comporte au moins un conducteur traversant les encoches 37 et formant une partie des chignons. Le bobinage 28 est relié électriquement via des terminaux de phase 42 à un ensemble électronique 36.

L’ensemble électronique 36 comporte au moins un module électronique de puissance permettant de piloter une phase du bobinage. Ce module de puissance forme un pont redresseur de tension pour transformer la tension alternative générée par l'alternateur 10 en une tension continue pour alimenter notamment la batterie et le réseau de bord du véhicule.

Comme illustré sur les figures 3 à 6, chaque phase 43 comporte au moins un conducteur formé d’un fil continu. Chaque phase comporte notamment une pluralité de conducteur chacun formé d’un fil continu et par exemple de 2 à 6 fils continus. Pour un souci de clarté des figures 2 à 6, un seul conducteur par phase est illustré dans ces figures, il est entendu que tous les conducteurs formant la même phase sont identiques les uns des autres. Chaque fil continu est enroulé autour du corps de manière à former plusieurs spires 54 ondulées. Chaque spire comporte une série de brins axiaux 44 qui sont reçus dans une série d’encoches 37 associées et des brins de liaison 45, 46 qui relient les brins axiaux successifs en s’étendant alternativement en saillie par rapport à la paroi d’extrémité axiale avant 38 et en saillie par rapport à la paroi d’extrémité axiale arrière 39. Ainsi les brins de liaison supérieure 45 forment une partie du chignon avant 29 et les brins de liaison inférieure 46 forment une partie du chignon arrière 30.

Dans l’exemple représenté sur les figures 2 et 3, le bobinage électrique 28 est un bobinage triphasé, c'est-à-dire comportant trois phases 43. Pour simplifier la compréhension de la figure 3, on a représenté les encoches 37 du corps de manière schématique à plat et notamment chaque espace entre deux carrés représente une encoche. En particulier, la figure 3 comprend une représentation du corps 27 pour chaque phase 43 du bobinage qui sont à superposer pour former le bobinage électrique 28 complet. Ainsi, la représentation des encoches en haut de la figure 3 illustre la première phase 43a, la représentation des encoches au milieu de la figure 3 illustre la deuxième phase 43b et la représentation des encoches en bas de la figure 3 illustre la troisième phase 43c.

Par exemple, une série encoche 37 est associée à une des trois phases. Deux encoches consécutives d’une même série d’encoche sont séparées par des encoches adjacentes correspondant chacune à une autre série d’encoche associée à l’une des deux autres phases 43. Ainsi, deux encoches adjacentes sont laissées libres entre deux encoches de chaque série. En d’autres termes, les conducteurs d’une phase 43 sont insérés dans une encoche sur trois encoches adjacentes. Dans l’exemple de la figure 3, le corps 27 comprend 36 encoches et le conducteur formant la première phase 43a est agencé dans les encoches numéros 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27, 30, 33 et 36 ; le conducteur formant la deuxième phase 43b est agencé dans les encoches numéros 1, 4, 7, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 31 et 34 ; et le conducteur formant la troisième phase 43c est agencé dans les encoches numéros 2, 5, 8, 14, 17, 23, 26, 29, 32, 35.

Chaque conducteur comporte deux terminaux de phase 42. Ainsi, le conducteur de la première phase 43a comporte un terminal d’entrée E1 et un terminal de sortie S1 ; le conducteur de la deuxième phase 43b comporte un terminal d’entrée E2 et un terminal de sortie S2 ; et le conducteur de la troisième phase 43c comporte un terminal d’entrée E3 et un terminal de sortie S3. Entre ces deux terminaux 42, chaque conducteur comporte une pluralité de spires 54 formant les brins axiaux 44 et les brins de liaison 45, 46, qui seront décrites plus en détail en référence aux figures 4 à 6. Chaque terminal 42 d’une phase 43 est connecté électriquement à un autre terminal d’une autre phase de manière à former point de connexion 47.

Dans la figure 3, le bobinage 28 présente un couplage en triangle. Ainsi, les terminaux de phase sont reliés deux à deux pour former lesdits points de connexion qui sont ensuite reliées électriquement à l’ensemble électronique. En particulier ici, le terminal d’entrée E1 de la première phase 43a est connecté électriquement au terminal d’entrée E3 de la troisième phase 43b, le terminal d’entrée E2 de la deuxième phase 43b est connecté électriquement au terminal de sortie S1 de ladite première phase et le terminal de sortie S3 de ladite troisième phase est connecté électriquement au terminal de sortie S2 de ladite deuxième phase. Trois points de connexion 47 sont ainsi formés.

Lesdits points de connexion 47 sont espacés le long de la circonférence du bobinage 28 d’un angle G mécanique de 40°. Autrement dit, le premier point de connexion et le troisième point de connexion sont espacés l’un de l’autre d’un angle de 80°, le deuxième point de connexion étant disposé entre lesdits premier et troisième point de connexion de manière à former un angle G de 40° avec chacun desdits premier et troisième points de connexion.

Afin d’améliorer les performances de la machine électrique tournante 10, les résistances électriques des conducteurs de chacune des phases 43 doivent être identiques les unes des autres. Par exemple ici, les conducteurs et, en particulier les fils continus, sont de même longueur et notamment de même diamètre. Tous les conducteurs formant le bobinage 28 sont donc identiques en terme de dimension. Autrement dit, chacune des trois phases 43 est formée d’au moins un fil continu de même longueur que les fils continus formant les autres phases et notamment d’une pluralité de fils continus de même longueur que lesdits fils continus formant les autres phases.

Comme visible sur la figure 3, la troisième phase 43c présente une distance circonférentielle plus important entre son terminal d’entrée E3 et son terminal de sortie S3 que la distance entre lesdits terminaux d’entrée E1, E2 et de sortie S1, S2 respectifs des première et deuxième phases 43a, 43b. Cela permet de créer l’espacement de 40° entre les points de connexion tout en gardant le couplage triangle précisé précédemment. Comme l’espacement entre lesdits terminaux de phase 42 de la troisième phase 43c est augmenté et que le ou les conducteurs formant cette phase sont de même longueur que le ou les conducteurs formant les autres phases, chacun des brins de liaison 45, 46 de ladite troisième phase présente une longueur légèrement supérieure à celle de brins de liaison 45, 46 des première et deuxième phases. Cependant comme cette différence de longueur est répartie dans tous les brins de liaison de ladite phase, la hauteur axiale des chignons 29, 30 n’est que très peu augmentée ce qui n’affecte pas ou affecte de manière négligeable les performances de la machine électrique tournante 10.

Les figures 4 à 6 illustrent l’agencement d’un conducteur électrique d’une des phases au sein du bobinage 28. Chaque phase 43 comporte une première demi-phase 49 formant une strate externe de spires 54 et une deuxième demi-phase 50 formant une strate interne de spires 54 superposée radialement dans l’encoche 37 à la strate externe. Les deux demi-phases 49, 50 sont reliées électriquement entre elles par une portion de liaison 53.

La strate interne est plus proche radialement de la paroi interne 40 du corps 27 que la strate externe. Ainsi, les brins axiaux 44 de chaque demi-phase sont disposés dans les encoches 37 de manière à ce que les brins axiaux de la deuxième demi-phase 50 soit radialement plus proche de la paroi interne 40 que les brins axiaux de la première demi-phase 49. Les brins de liaison 45, 46 de la première demi-phase 49 forment des chignons externes appartenant à la strate externe et les brins de liaison 45, 46 de la deuxième demi-phase 50 forment des chignons internes appartenant à la strate externe. Chaque chignon avant 29 et arrière 30 est composé de chignon interne et de chignon externe.

Chaque demi-phase 49, 50 comprend une superposition de spires identiques en forme d’étoiles régulières d’axe A, l’axe A étant coaxial à l’axe X de la machine.

Les spires de chaque demi-phase 49, 50 d’une même phase 43 sont ondulées en opposition. Ainsi, les brins de liaison supérieure 45 de la première demi-phase 49 et les brins de liaison supérieure 45 de la deuxième demi-phase 50 sont décalé angulairement autour de l’axe A et de même pour les brins de liaison inférieure 46. En outre, les spires de la première demi-phase 49 sont enroulées par exemple dans le sens horaire et les spires de la deuxième demi-phase 50 sont enroulées dans le sens antihoraire.

Ce type de phase est connu sous le nom « ondulé réparti ». Un tel bobinage et son procédé d’insertion sont par exemple détaillés dans le document FR 2846481.

Un procédé connu d'insertion des phases 43 dans le corps 27 du stator est décrit succinctement par la suite.

La phase 43 est, dans une première étape de montage, formée à plat, c’est-à-dire que les spires 54 s’étendent chacune dans un plan sensiblement perpendiculaire à l’axe A. Dans une seconde étape de montage, la phase 43 est montée sur le corps 27 par déformation. Plus précisément, la phase 43 est positionnée dans les encoches 37 par torsion progressive des brins axiaux 44 axialement d’arrière en avant et par basculement simultané de tous les brins axiaux d’une direction perpendiculaire à l’axe A vers une direction parallèle audit axe A. Cette déformation est par exemple obtenue en faisant coulisser un bloc d’insertion non représenté ici. Lorsqu’une phase comprend plusieurs conducteurs, ces étapes sont faites en simultanée pour tous les conducteurs d’une même phase. Ces étapes de montage sont ensuite répétées de manière à insérer les autres phases 43 pour former le bobinage électrique 28.

Pour faciliter l’insertion des autres phases, les chignons des strates externe et interne de la phase déjà montée sont repoussés radialement vers l'extérieur pour dégager les orifices axiaux des encoches libres qui ne font pas partie de la série d'encoches associée à cette phase. Cette opération permet de dégager les orifices axiaux des encoches pour ne pas gêner l'insertion des autres phases et notamment de manière à ne pas interférer avec les autres chignons.

Pour chaque demi-phase 49, 50, les brins axiaux 44 ont une longueur identique. Cependant, les brins de liaison 45, 46 de la deuxième demi-phase 50 sont plus long que les brins de liaison 45, 46 de la première demi-phase 49. Plus particulièrement, les brins de liaison supérieure 45 de la deuxième demi-phase 50 sont agencés sur un cercle de diamètre D4 centré sur l'axe A, le diamètre D4 étant supérieur au diamètre D2 du cercle sur lequel s'étendent les brins de liaison supérieure 45 de la première demi-phase 49. En outre, les brins de liaison inférieure 46 de la deuxième demi-phase 50 sont agencés sur un cercle de diamètre D3 centré sur l'axe A, le diamètre D3 étant supérieur au diamètre D1 du cercle sur lequel s'étendent les brins de liaison inférieure 46 de la première demi-phase 49. Ainsi, comme représenté à la figure 5, les brins de liaison 45, 46 de la deuxième demi-phase 50 dépassent radialement vers l'intérieur et vers l'extérieur par rapport à ceux de ladite demi-phase 49. Plus particulièrement, la longueur des brins de liaison 45, 46 de la deuxième demi-phase 50 est ici égale à la longueur des brins de liaison 45, 46 de la première demi-phase 49 augmentée d’une épaisseur radiale que les brins axiaux 44 occuperont dans une encoche associée 37 lorsque la phase 43 sera montée dans le corps 27 de stator. Par exemple, la longueur de fil de chaque spire 54 de la deuxième demi-phase 50 est plus grande de 2% à 10% par rapport à celle de chaque spire 54 de la première demi-phase 49.

Lorsqu'une phase 43 est montée sur le corps 27, les chignons de la strate interne ont une hauteur axiale plus grande que qu’une hauteur axiale des chignons de la strate externe. On définit la hauteur axiale d'un chignon comme étant la distance axiale entre une des parois d’extrémité axiale 38, 39 du corps 27 depuis laquelle s'étend axialement le chignon et le point le plus éloigné de la voûte interne formée par ledit chignon.

Lorsque les chignons sont repoussés radialement vers l'extérieur, les encoches 37 sont parfaitement dégagées pour l’insertion des autres phases mais aucun des chignons ne dépasse radialement vers l'extérieur du corps du stator, l’encombrement de la machine n’est est donc diminué.

En outre, comme bien visible que les figures 4 à 6, une des demi-phases 49, 50 présente un nombre de spires 54 supérieur à celui de l’autre demi-phase. En particulier, la demi-phase 49, 50 présentant le moins de spires 54 est celle qui présente une longueur de fil la plus courte. Ainsi, la première demi-phase 49 présente, ici, un plus grand nombre de spires que la deuxième demi-phase 50.

De préférence, la différence entre le nombre de spires 54 d’une des demi-phases 49, 50 et celui de l’autre demi-phase 49, 50 est strictement supérieure à 1. Dans l’exemple de la figure 4, la phase 43 comporte six spires 54. Ces spires 54 sont réparties de manière à ce que la première demi-phase comporte quatre spires 54 et à ce que la deuxième demi-phase comporte deux spires 54. Dans un autre exemple illustré sur la figure 6, la phase 43 comporte huit spires 54. Ces spires 54 sont réparties de manière à ce que la première demi-phase comporte six spires 54 et à ce que la deuxième demi-phase comporte deux spires 54.

De préférence, toutes les phases 43 présentent une demi-phase 49, 50 avec un nombre de spires 54 supérieur à celui de l’autre demi-phase 49, 50. En particulier, les phases 43 présentent la même répartition du nombre de spires 54 entre la première et la deuxième demi-phase afin de ne pas déséquilibrer les résistances respectives desdites phases 43.

L'invention a été décrite en référence à un procédé dans lequel les phases sont montées successivement l'une après l'autre dans le corps de stator. Cependant, l'invention est aussi applicable pour des procédés de montage dans lesquels au moins deux phases, voire toutes les phases, sont montées simultanément dans le corps de stator.

La présente invention trouve des applications en particulier dans le domaine des stators pour alternateur ou machine réversible mais elle pourrait également s’appliquer à tout type de machine tournante.

Bien entendu, la description qui précède a été donnée à titre d'exemple uniquement et ne limite pas le domaine de la présente invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les différents éléments par tous autres équivalents.

Claims (10)

1. Pièce bobinée pour une machine électrique tournante comportant :

   1. un corps (27) comportant des encoches (37) qui débouchent axialement dans des parois d’extrémité axiale avant (38) et arrière (39) dudit corps et qui sont ouvertes radialement,
   2. un bobinage électrique (28) comprenant trois phases électriques (43), chaque phase électrique comprend deux terminaux de phase (42) et une pluralité de spires, chaque spire comportant au moins un fil formé d’une série de brins axiaux (44) qui sont reçus dans une série d’encoches (37) associées et des brins de liaisons (45, 46) qui relient les brins axiaux (44) successifs en s’étendant alternativement en saillie par rapport à la paroi d’extrémité axiale avant (38) et en saillie par rapport à la paroi d’extrémité axiale arrière (39) pour former des chignons ;
   3. la pièce bobinée étant caractérisée en ce que chaque terminal (42) d’une phase est connecté électriquement à un autre terminal d’une autre phase de manière à former point de connexion (47), les points de connexion étant espacés les uns des autres suivant un angle mécanique de 40° et en ce que chaque phase électrique (43) présente une résistance électrique, lesdites résistances électriques étant égales les unes des autres.
2. Pièce bobinée selon la revendication précédente, caractérisée en ce que chaque phase (43) comprend au moins un fil continu formant les brins axiaux et les brins de liaison.
3. Pièce bobinée selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les fils continus sont de même longueur.
4. Pièce bobinée selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que chaque phase électrique (43) comprend une pluralité de fils continus.
5. Pièce bobinée selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le bobinage électrique (28) présente un couplage triangle.
6. Pièce bobinée selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu’une première phase (43a) présente un terminal d’entrée (E1) connecté à un terminal d’entrée (E3) d’une troisième phase (43c), une deuxième phase (43b) présente un terminal d’entrée (E2) connecté à un terminal de sortie (S1) de la première phase (43a) et la troisième phase (43c) présente un terminal de sortie (S3) connecté à un terminal de sortie (S2) de la deuxième phase (43b).
7. Pièce bobinée selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’une distance circonférentielle entre les terminaux (42) d’une des phases (43) est supérieure à la distance entre les terminaux (42) d’une autre desdites phases (43).
8. Pièce bobinée selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque phase (43) comporte une première demi-phase (49) formant une strate externe de spires (54) et une deuxième demi-phase (50) formant une strate interne de spires (54) superposée radialement dans l’encoche (37) à la strate externe, les spires de chaque demi-phase d’une même phase étant ondulées en opposition.
9. Pièce bobinée selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu’une longueur de fil de chaque spire (54) de l’une des demi-phases (49, 50) est plus grande que la longueur de fil de chaque spire (54) de l’autre demi-phase (49, 50) et en ce qu’une des demi-phases (49, 50) présente un nombre de spires (54) supérieur à celui de l’autre demi-phase (49, 50).
10. Machine électrique tournante comprenant une pièce bobinée selon l’une quelconque des revendications précédentes.