FR3100943A1 - Stator pour machine électrique tournante comprenant au moins un isolant d’encoche - Google Patents
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Abstract
Stator pour machine électrique tournante comprenant au moins un isolant d’encoche : Pièce bobinée (2) pour machine électrique tournante (1) comportant une pluralité de dents (6) comportant deux parois latérales (10) opposées, deux dents (6) adjacentes délimitant une encoche (12) dans laquelle sont présents des conducteurs électriques (26), chaque encoche (12) étant délimitée par une paroi de fond (14) et par les parois latérales (10) de deux dents adjacentes, chaque dent (6) comportant à son extrémité libre un pied de dent (16) délimité par une face interne (18) faisant face à la paroi de fond (14) de deux encoches (12), une face externe (20) opposée à la face interne (18) et deux faces latérales (22), chaque encoche (12) comprenant un isolant d’encoche (24) recouvrant la paroi de fond (14) et les parois latérales (10) de ladite encoche (12), caractérisé en ce que chaque isolant d’encoche (24) recouvre au moins partiellement les faces latérales (22) des pieds de dent (16) délimitant l’encoche (12). Figure pour l’abrégé : Fig 2
Description
La présente invention concerne un stator pour machine électrique tournante et plus particulièrement un stator bobiné avec des encoches dans lesquelles sont disposés des éléments conducteurs du bobinage ainsi qu’un isolant d’encoche.
De façon connue, les machines électriques tournantes se composent d’un stator et d’un rotor dont au moins un est équipé d’un bobinage, sous forme d’un enroulement de fil ou d’une pluralité d’épingles formant des éléments conducteurs de ce bobinage et dont l’alimentation en courant permet de générer un champ électromagnétique apte à permettre le mouvement du rotor par rapport au stator. Plus particulièrement il est connu de bobiner le stator et de pourvoir le rotor d’aimants permanents et/ou d’une bobine rotorique. Les phases du bobinage sont habituellement au nombre de trois ou six, pour permettre la génération d’un champ magnétique tournant au niveau des extrémités des dents du stator lorsque le bobinage est parcouru par un courant électrique polyphasé.
Le stator est formé à partir d’un bloc de forme cylindrique, comportant des dents s’étendant radialement par rapport à l’axe de révolution du bloc. Les dents sont agencées de sorte à former des encoches s’étendant le long de l’axe de révolution du bloc. Chaque encoche est ainsi délimitée par un fond orthoradial à l’axe de révolution du bloc, et deux parois latérales de deux dents adjacentes.
Les encoches sont destinées à accueillir une pluralité d’éléments conducteurs s’étendant axialement, c’est-à-dire parallèlement au fond de chaque encoche, de manière à former le bobinage. Les éléments conducteurs alimentés par un courant électrique en une même phase sont positionnés sur le stator de manière à favoriser l’établissement de lignes de champs radiales ou sensiblement radiales à l’axe de révolution du bloc du stator, entre les extrémités libres de dents autour desquelles sont enroulés les éléments conducteurs.
Pour prévenir l’établissement d’un court-circuit entre le bobinage et les dents du stator, les conducteurs électriques sont recouverts d’une gaine de protection et chaque encoche comprend un isolant d’encoche recouvrant à la fois le fond et les parois latérales de l’encoche. Les gaines de protection ainsi que les isolants d’encoche sont habituellement réalisées à partir de matériaux diélectriques, par exemple à base de matière plastique. Afin de permettre le couplage magnétique entre le rotor et le stator, il convient de préserver l’intensité des lignes de champs circulant d’une dent à l’autre, de sorte que les isolants d’encoche ne recouvrent pas les extrémités libres des dents du stator.
Les extrémités libres des dents du stator comprennent généralement des pieds de dent, s’étendant à l’extrémité libre de la dent et qui consistent en un élargissement de la largeur de la dent, c’est-à-dire de la dimension orthoradiale, notamment, pour former butée au dégagement des éléments conducteurs présents dans les encoches, afin d’empêcher un mouvement non souhaité du bobinage. Les pieds de dent permettent ainsi d’élargir la surface d’échange de champ magnétique entre le rotor et le stator et de maximiser le taux de remplissage de chaque encoche afin d’accroître les champs magnétiques générés par le bobinage du stator.
Chaque pied de dent peut notamment s’étendre en saillie orthoradiale de part et d’autre de la partie de la dent autour de laquelle est enroulée une bobine. Chaque pied de dent comporte ainsi une face interne en vis-à-vis du fond de deux encoches adjacentes, une face externe opposée à la face interne et tournée vers l’axe de révolution du stator, et deux faces latérales reliant la face interne à la face externe.
Il résulte de ce qui précède que l’opération de bobinage, réalisé en remplissant chaque encoche de conducteurs électriques, c’est-à-dire en glissant les conducteurs électriques l’un après l’autre entre les faces latérales des pieds de dent, présente un risque pour l’intégrité des conducteurs. Lors de leur insertion, les conducteurs électriques peuvent glisser le long des arêtes délimitant les faces latérales des pieds de dent. Or, ces arêtes peuvent être tranchantes et entailler une partie de la gaine de protection des conducteurs électriques lors de leur passage.
L’invention vise à prévenir de ce phénomène, en proposant un stator pour machine électrique tournante comprenant des moyens de protection permettant de préserver l’intégrité des conducteurs électriques, notamment de leur gaine de protection, lors de leur insertion dans les encoches du stator.
Pour cela, l’invention propose une pièce bobinée pour machine électrique tournante comprenant un bloc de forme cylindrique comportant une pluralité de dents s’étendant radialement par rapport à l’axe de révolution du bloc, chaque dent comportant deux parois latérales opposées s’étendant le long de l’axe de révolution, deux dents adjacentes délimitant une encoche dans laquelle sont présents des conducteurs électriques d’un bobinage, chaque encoche étant délimitée par une paroi de fond orthoradiale ou sensiblement orthoradiale à l’axe de révolution du bloc et par les parois latérales de deux dents adjacentes, chaque dent comportant à son extrémité libre un pied de dent formant saillie orthoradiale ou sensiblement orthoradiale, chaque pied de dent étant délimité par une face interne faisant face à la paroi de fond de deux encoches, une face externe opposée à la face interne et tournée vers l’axe de révolution et deux faces latérales reliant la face interne à la face externe, chaque encoche comprenant un isolant d’encoche recouvrant la paroi de fond et les parois latérales de ladite encoche.
L’invention se caractérise en ce que chaque isolant d’encoche recouvre au moins partiellement les faces latérales des pieds de dent délimitant l’encoche dans laquelle se situe l’isolant d’encoche.
Ainsi, de façon avantageuse, l’isolant d’encoche protège au moins une arête à la jonction d’une face latérale et de la face interne du pied de dent correspondant, de manière à au moins limiter le risque d’endommagement de la surface des conducteurs électriques lors de leur insertion dans l’encoche délimitée par les pieds de dent. Cette solution technique offre l’avantage d’être peu coûteuse et simple à mettre en œuvre.
Selon une caractéristique de l’invention, l’isolant d’encoche comporte au moins un bord d’extrémité qui s’étend le long d’une face latérale du pied de dent correspondant. Par exemple, l’isolant d’encoche est en retrait des faces externes des pieds de dent délimitant l’encoche dans laquelle se situe l’isolant d’encoche, afin de ne pas limiter le champ magnétique généré par le bobinage. Dans cette configuration, l’isolant d’encoche recouvre une unique arête des pieds de dent, à savoir l’arête interne agencée à la jonction de la face latérale et de la face interne du pied de dent correspondant.
Selon une caractéristique de l’invention, l’isolant d’encoche comporte au moins un bord d’extrémité qui s’étend le long d’au moins une partie de la face externe du pied de dent correspondant. En d’autres termes, le pied de dent comporte une base qui s’étend dans le prolongement radial d’un corps de dent et des ailettes qui prolongent orthoradialement la base du pied de dent en travers de l’ouverture radiale de l’encoche, et l’isolant d’encoche recouvre entièrement l’ailette du pied de dent agencée en travers de l’ouverture de l’encoche. Dans cette configuration, l’isolant d’encoche recouvre chacune des arêtes des pieds de dent, à savoir l’arête interne agencée à la jonction de la face latérale et de la face interne du pied de dent correspondant et l’arête externe agencée à la jonction de ladite face latérale et de la face externe du pied de dent correspondant.
Selon une caractéristique de l’invention, le pied de dent comporte une base qui s’étend dans le prolongement radial du corps de dent et des ailettes qui prolongent orthoradialement la base du pied de dent en travers d’une ouverture radiale de l’encoche, et le bord d’extrémité s’étend le long de la jonction d’une ailette et de la base du pied de dent.
Selon une caractéristique de l’invention, au moins une encoche est obturée par une cale de sorte à maintenir en position les conducteurs électriques dans l’encoche, la cale s’étendant le long de l’axe de révolution du bloc et prenant appui contre les faces internes des pieds de dent délimitant l’encoche, l’isolant d’encoche disposé dans l’encoche correspondante étant présent entre la cale et les pieds de dent.
Selon une caractéristique de l’invention, la cale présente une portion centrale de largeur constante et une première extrémité de largeur inférieure à celle de la portion centrale.
Selon une caractéristique de l’invention, la largeur de la première extrémité de la cale est égale ou inférieure à la différence entre la largeur de l’encoche et deux fois l’épaisseur de l’isolant d’encoche présent entre la cale et l’encoche. La largeur de l’encoche est notamment prise entre deux parois latérales de l’encoche et notamment prise à la jonction entre les parois latérales et les pieds de dent associés délimitant l’ouverture de ladite encoche.
Selon une caractéristique de l’invention, la première extrémité de la cale présente deux plans inclinés l’un vers l’autre de manière à ce que la largeur de la cale diminue. La largeur de la cale est définie dans une direction sensiblement circonférentielle. Les plans inclinés s’étendent de la portion centrale de la cale jusqu’à un bord d’extrémité de ladite cale. En particulier ici, les deux plans inclinés se rejoignent pour former ledit bord d’extrémité de la cale.
Selon une caractéristique de l’invention, l’isolant d’encoche est réalisé à partir d’un film souple polyester, composé de polyéthylène téréphtalate (PET).
Selon une caractéristique de l’invention, l’épaisseur de l’isolant d’encoche est comprise entre 0,1 mm et 0,3 mm.
Selon une caractéristique de l’invention, la pièce bobinée est un stator de machine électrique tournante.
Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation mentionnées ci-dessus peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.
L’invention concerne également une machine électrique tournante comprenant une pièce bobinée telle que décrite ci-dessus. La machine électrique tournante peut par exemple être un alternateur, un alterno-démarreur ou une machine réversible ou encore un moteur électrique.
L’invention concerne aussi un véhicule comprenant une machine électrique selon l’invention.
L’invention concerne notamment un procédé de réalisation d'une pièce bobinée telle que précédemment décrite, au cours duquel :
– on insère une feuille de matériau isolant formant d’une seul tenant une pluralité d’isolants d’encoche dans au moins deux encoches consécutives, de sorte à recouvrir la paroi de fond et les parois latérales délimitant les encoches ainsi que la face externe du pied de dent disposé entre les deux encoches consécutives ;
– on insère des conducteurs électriques dans les encoches de sorte à former des bobines autour des dents ;
- on retire des parties de la feuille de matériau isolant formant l’isolant d’encoche en regard des faces externes de chaque pied de dent.
Ce mode de réalisation permet avantageusement d’une part d’avoir lors de l’insertion des arêtes, formées à la jonction des faces latérales et des faces internes et externes des pieds de dent, recouvertes d’isolant de manière à prévenir un endommagement de la surface des conducteurs électriques amenés à entrer en contact avec ces arêtes avant de pénétrer dans l’encoche, et d’autre part d’avoir des faces externes des pieds de dent suffisamment dégagées pour permettre le passage des lignes de champ du rotor vers le stator et inversement.
Selon une caractéristique du procédé, une étape d’insertion d’une cale dans chaque encoche est mise en œuvre entre l’étape d’insertion des conducteurs électriques et l’étape de retrait des parties de l’isolant d’encoche.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. Ces figures ne sont données qu’à titre illustratif, en étant nullement limitatif de l’invention.
Dans la description qui va suivre, les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre.
Pour rappel, l’invention propose une pièce bobinée telle qu’un stator pour machine électrique tournante, comprenant des moyens de protection permettant de préserver l’intégrité des conducteurs électriques lors de leur insertion dans les encoches du stator.
Une machine électrique tournante 100 comportant un tel stator est illustrée à titre d’exemple sur la figure 1. La machine électrique tournante comporte un stator 2 et un rotor 3 monté sur un arbre 121. Le stator et le rotor sont agencé dans des flasques formant un boitier 120 de la machine. Le stator est une pièce bobinée, ici par l’intermédiaire d’un fil électrique enroulé autour de dents formées dans le stator.
Le stator bobiné 2 se compose d’un bloc 4 de forme cylindrique formant une pièce de révolution autour d’un axe de révolution X sur lequel est également centré le rotor 3.
Le bloc 4 s’étend le long de l’axe de révolution X entre deux extrémités axiales opposées. Chaque extrémité axiale est délimitée par un flanc 9 s’étendent perpendiculairement à l’axe de révolution X. Le bloc 4 est évidé en son centre de manière à permettre l’insertion du rotor 3, qui forme ici un rotor interne susceptible de tourner à l’intérieur du stator.
Le bloc 4 comporte une culasse 5 formant le pourtour annulaire du stator et une pluralité de dents, visibles sur les figues suivantes, lesdites dents s’étendant respectivement en saillie radiale de la culasse, en direction de l’axe de révolution X. Les dents sont espacées l’une de l’autre en étant séparées par une encoche 12, visibles sur les figues suivantes, de manière à permettre l’enroulement autour de chaque dent des conducteurs électriques 26 formant bobinage.
Selon l’invention, et tel que cela sera décrit plus en détails ci-après, un isolant d’encoche est disposé le long des parois délimitant une encoche en étant spécifiquement disposé sur une extrémité libre d’une dent voisine de cette encoche.
La figure 2 illustre plus particulièrement un premier mode de réalisation de l’invention.
Chaque dent 6 forme une continuité de matière avec la culasse et comporte plus particulièrement un corps 7 qui s’étend depuis la culasse 5 et un pied de dent 16 disposé à une extrémité libre du corps. Le corps 7 de chaque dent 6 est délimité par deux parois latérales 10 opposées qui s’étendent radialement ou sensiblement radialement par rapport à l’axe de révolution X. Alternativement les parois latérales peuvent s’étendre dans une direction sensiblement inclinée de manière à ce que la dent présente une forme de trapèze.
Deux parois latérales 10 en regard délimitent ainsi une encoche 12 s’étendant le long de l’axe de révolution X et débouchant sur les flancs 9 du bloc 4 du stator. Chaque encoche 12 est ainsi délimitée par deux parois latérales 10 et une paroi de fond 14 orthoradiale, ou sensiblement orthoradiale, à l’axe de révolution X et formée par la culasse. Chaque encoche est configurée de manière à présenter une ouverture opposée à la paroi de fond 14.
Chaque pied de dent 16 forme une excroissance prolongeant perpendiculairement ou sensiblement perpendiculairement le corps 7 de la dent en s’étendant orthoradialement de part et d’autre des parois latérales 10 délimitant ladite dent. Les pieds de dent 16 permettent ainsi de réduire localement la section d’une encoche 12, au niveau de son ouverture, dans un plan orthoradial ou sensiblement orthoradial à l’axe de révolution X du bloc 4 du stator.
Chaque pied de dent 16 comporte ainsi une base 17 qui s’étend dans le prolongement radial du corps de dent et des ailettes 19.
Pour chaque pied de dent 16, on définit une face interne 18 faisant face à la paroi de fond 14 de chacune des encoches 12 adjacentes et une face externe 20 opposée à la face interne 18 et tournée vers l’axe de révolution X, ainsi que deux faces latérales 22 reliant les faces interne 18 et externe 20. De façon avantageuse, les faces internes 18 des pieds de dent forment ainsi des butées afin d’empêcher un retrait non souhaité de conducteurs électriques 26 présents dans les encoches 12.
Chaque encoche 12 comprend un isolant d’encoche 24 disposé contre les parois délimitant l’encoche afin de prévenir l’établissement d’un court-circuit entre les conducteurs électriques 26 et le bloc 4 du stator 2. Plus particulièrement, chaque isolant d’encoche 24 est interposé entre les conducteurs électriques 26 présents dans l’encoche et chacune des parois délimitant l’encoche, c’est-à-dire la paroi de fond 14 ainsi que les parois latérales 10 des dents entourant ladite encoche.
Selon l’invention, et tel que cela a pu être précisé précédemment, l’isolant d’encoche 24 s’étend au moins partiellement contre les faces internes 18 et les faces latérales 22 des pieds de dent délimitant l’ouverture de l’encoche. En d’autres termes, l’isolant d’encoche 24 recouvre au moins l’arête interne 23 de chaque face latérale, c’est-à-dire l’arête agencée à la jonction de ladite face latérale 22 et de la face interne 18 du pied de dent correspondant.
Dans le premier mode de réalisation illustré sur la figure 2, l’isolant d’encoche s’étend sur chacune des ailettes agencées en travers de l’ouverture de l’encoche correspondante, de manière à recouvrir intégralement les faces latérales 22 des pieds de dent adjacents à cette encoche. L’isolant d’encoche 24 présente deux bords d’extrémité 25, qui s’étendent sur toute la dimension axiale de l’encoche, et qui dans le premier mode de réalisation sont disposés au niveau de la jonction entre les ailettes 19 et la base 17 du pied de dent. Ceci permet de recouvrir avec l’isolant d’encoche chacune des arêtes des pieds de dent susceptibles d’être au contact des conducteurs électriques 26 formant le bobinage lors de leur insertion dans l’encoche, à savoir l’arête interne 23 précédemment décrite et l’arête externe 27 agencée à la jonction de ladite face latérale 22 et de la face externe 20 du pied de dent correspondant. De la sorte, on préserve au mieux l’intégrité de ces conducteurs électriques 26 et notamment de leur gaine de protection lors de cette insertion.
Il est à noter que le découpage des isolants d’encoche 24 au niveau de leurs bords d’extrémité 25 est tel que ces isolants d’encoche ne s’étendent pas sur les faces externes 20 des pieds de dent au niveau de la base 17 de manière à ne pas perturber la rotation du rotor.
L’isolant d’encoche 24 se présente notamment sous la forme d’un film souple polyester, par exemple comportant du polyéthylène téréphtalate (PET).
Le caractère souple de l’isolant d’encoche 24 permet de prévoir, dans ce premier mode de réalisation, que l’isolant d’encoche 24 soit plaqué contre chacune des parois délimitant l’encoche après l’insertion de la cale et découpe de l’isolant.
L’épaisseur de l’isolant d’encoche 24 est comprise entre 0,1 mm et 0,3 mm, et par exemple de l’ordre de 0,13 mm.
Afin de permettre un meilleur maintien des conducteurs électriques 26 dans les encoches 12, une cale 28 est disposée en travers de l’ouverture de chaque encoche, en étant interposée entre les conducteurs électriques 26 et l’isolant d’encoche agencé sur les faces internes 18 des pieds de dent délimitant cette encoche. La cale 28 prend, ici, appui contre les faces internes 18 des pieds de dent pour obturer l’ouverture de l’encoche. De la sorte, la cale 28 permet, outre le maintien des conducteurs électriques 26 dans les encoches, un meilleur plaquage de l’isolant d’encoche 24 contre les faces internes 18 des pieds de dent.
La figure 3 illustre un deuxième mode de réalisation de l’invention, qui diffère de ce qui a été précédemment décrit en ce que les bords d’extrémité 25 de chaque isolant d’encoche sont disposés cette fois au niveau de la face latérale 22 de chaque pied de dent et non plus au niveau de la face externe 20 du pied de dent correspondant. De la sorte, seule l’arête interne 23 est recouverte par l’isolant d’encoche. Il en résulte, tel qu’illustré, un dégagement de la face externe 20 de chaque pied de dent plus important que dans le premier mode de réalisation. Cela permet de garantir un jeu minimum entre la surface interne du stator et la surface externe du rotor pour permettre de diminuer au maximum l’entrefer entre ledit rotor et ledit stator sans perturber la rotation du rotor et ainsi obtenir une machine qui présente un meilleur rendement.
Dans ce deuxième mode de réalisation, conformément à ce qui précède, l’isolant d’encoche recouvre au moins partiellement la face latérale 22 des pieds de dent. Et cet isolant d’encoche est plaqué contre chaque paroi délimitant l’encoche correspondante.
La figure 5 représente une vue de face d’une telle cale 28, qui présente notamment deux extrémités longitudinales dont l’une présente un rétrécissement de sa largeur, la largeur étant mesurée dans ce qui suit dans une direction perpendiculaire à la direction d’allongement principale 32. Autrement dit, afin de ne pas déchirer l’isolant d’encoche au niveau de la jonction entre face interne 18 du pied de dent et paroi latérale 10 de l’encoche où l’isolant est décollé, la cale 28 présente une forme effilée particulière.
Plus particulièrement, la cale 28 présente une portion centrale 29 de largeur constante et une première extrémité 30 de largeur inférieure à celle de la portion centrale. La première extrémité 30 de la cale présente deux plans inclinés 34 formant une rampe qui s’étendent d’un bord de la cale jusqu’à la portion centrale 29. Ces plans inclinés 34 peuvent notamment s’étendre sur une distance E comprise entre 1 fois et 5 fois l’épaisseur de la cale. La distance E est prise dans une direction d’allongement de la cale c’est-à-dire entre les deux extrémités d’un même plan incliné. Par exemple, la distance E est comprise entre 0,4 mm et 2 mm. Ces plans inclinés 34 peuvent être droits comme illustrés par la figure 5 ou bien concaves et/ou convexes. Selon une alternative non illustrée, l’extrémité de la cale opposée à sa première extrémité 30, peut être de forme identique ou sensiblement identique.
La largeur maximale L2 de la cale 28, définie selon une direction normale à sa direction d’allongement principale 32, est adaptée pour faciliter son insertion dans une encoche 12 comme expliqué ci-dessous. La largeur maximale L2 de la cale 28 est également suffisante pour permettre à la cale de prendre appui contre l’isolant 24 agencé sur les faces internes 18 des pieds de dent 16 tel que mentionné ci-dessus.
La cale présente ici avantageusement une première extrémité de largeur amoindrie, la cale étant insérée dans l’encoche avec la première extrémité insérée en premier. Afin de s’assurer de pouvoir s’insérer dans l’encoche sans déchirer l’isolant d’encoche, la première extrémité 30 de la cale 28 présente une largeur L1 inférieure à la différence entre la largeur L0 de l’encoche 12, visible sur la figure 7, et deux fois l’épaisseur de l’isolant d’encoche 24 présent dans l’encoche 12. En particulier, la largeur L0 est égale à la largeur de l’encoche prise à la jonction entre les parois latérales 10 et le pied de dent 16, c’est-à-dire entre les parois latérales 10 au niveau de l’ouverture d’encoche.
On va décrire à présent un procédé de réalisation d’un stator bobiné 2 selon l’invention, en faisant notamment référence aux figures 6 à 9, et au cours duquel un isolant d’encoche est disposé dans chaque encoche d’un bloc de stator nu, visible sur la figure 6, via une feuille de matériau isolant 24 également visible sur la figure 6.
Selon une première étape illustrée par la figure 7, on insère la feuille de matériau isolant 240 d’un seul tenant dans chaque encoche 12, en faisant coulisser axialement cette feuille de matériau isolant à l’intérieur du stator. La feuille d’isolant présente la forme d’un ruban annulaire crénelé, autour d’un axe de révolution propre à la feuille d’isolant. Cette feuille de matériau isolant présente des premières et deuxièmes portions 241, 242 orthoradiales, parallèles ou sensiblement parallèles entre elles, et qui sont destinées à être placées alternativement en regard des parois de fond 14 des encoches et des faces externes 20 des pieds de dent. En d’autres termes, l’isolant d’encoche 24 est préformé de façon à faciliter son insertion et placement dans les encoches 12. L’isolant d’encoche 24 est de préférence inséré dans les encoches, au niveau d’un flanc 9 du bloc 4 du stator 2, puis déplacé le long de l’axe de révolution X de sorte à recouvrir intégralement les encoches ainsi que les pieds de dent.
Selon une deuxième étape illustrée par la figure 8, chaque encoche est remplie de conducteurs électriques 26 de sorte à réaliser un bobinage de phases entourant chaque dent 6 du stator 2. Lors de cette deuxième étape, les conducteurs électriques 26 sont glissés l’un après l’autre entre les faces latérales 22 des pieds de dent qui délimitent les ouvertures des encoches 12. Le positionnement préalable de l’isolant d’encoche 24 permet avantageusement de recouvrir les arêtes délimitant les faces latérales 22 des faces internes 18 et des faces externes 20 des pieds de dent 16. Ainsi, ces arêtes sont moins saillantes et le risque d’endommagement des conducteurs électriques lors de leur insertion dans les encoches 12 se trouve limité. Selon un autre avantage, chaque isolant d’encoche 24 est encore solidaire de l’isolant d’encoche voisin, via la réalisation par une feuille de matériau isolant 240 d’un seul tenant. De ce fait, le passage des conducteurs électriques 26 ne tend pas à entrainer l’isolant de l’encoche vers le fond de chaque encoche. En effet, les deuxièmes portions de l’isolant d’encoche prennent appui contre les faces externes des pieds de dent afin de limiter ce phénomène. L’isolant d’encoche est alors maintenu de façon plus précise dans les encoches lors de la réalisation du bobinage de phases.
Selon une troisième étape illustrée par la figure 9, une cale 28 telle que décrite ci-dessus est insérée dans chaque encoche 12 au niveau d’un flanc 9 du stator 2, selon une direction parallèle ou sensiblement parallèle à l’axe de révolution X du bloc 4, jusqu’à ce que la cale obture l’encoche 12 en prenant appui contre les faces internes 18 des pieds de dent 6 délimitant l’encoche, de sorte à maintenir en position les conducteurs électriques 26 dans l’encoche. Afin de faciliter l’insertion de la cale 28 dans une encoche 12, tout en prévenant un phénomène de déplacement de l’isolant d’encoche 24 présent dans l’encoche, on introduit d’abord la première extrémité 30 de la cale dans une encoche, jusqu’à ce que la cale 28 obture l’ouverture de l’encoche. Comme illustré par la figure 4, les cales 28 permettent également d’assurer un meilleur maintien de l’isolant d’encoche 24 contre les faces internes 18 des pieds de dent 16.
Selon une quatrième étape permettant d’obtenir un stator bobiné tel qu’illustré par l’une des figures 2 à 4, il est mis en œuvre une étape de découpe de la feuille de matériau isolant formant encore à ce stade d’un seul tenant chaque isolant d’encoche 24. Cette étape de découpe consiste à retrirer des deuxièmes portions 242 de la feuille de matériau isolant recouvrant les faces externes 20 des pieds de dent 16. Cette étape permet de libérer les faces externes 20 des pieds de dent de sorte que l’isolant d’encoche ne perturbe pas la rotation du rotor.
Selon le présent exemple, l’étape de découpe est réalisée le long de lignes de coupe parallèles ou sensiblement parallèle à l’axe de révolution X du bloc 4. Les lignes de coupe sont situées au niveau des faces latérales 22 ou de la face externe 20 des pieds de dent 16.
Claims (10)
- Pièce bobinée (2) pour machine électrique tournante (1) comprenant un bloc (4) de forme cylindrique comportant une pluralité de dents (6) s’étendant radialement par rapport à l’axe de révolution (X) du bloc (4), chaque dent (6) comportant deux parois latérales (10) opposées s’étendant le long de l’axe de révolution (X), deux dents (6) adjacentes délimitant une encoche (12) dans laquelle sont présents des conducteurs électriques (26) d’un bobinage, chaque encoche (12) étant délimitée par une paroi de fond (14) orthoradiale ou sensiblement orthoradiale à l’axe de révolution (X) du bloc (4) et par les parois latérales (10) de deux dents adjacentes, chaque dent (6) comportant à son extrémité libre un pied de dent (16) formant saillie orthoradiale ou sensiblement orthoradiale, chaque pied de dent (16) étant délimité par une face interne (18) faisant face à la paroi de fond (14) de deux encoches (12), une face externe (20) opposée à la face interne (18) et tournée vers l’axe de révolution (X) et deux faces latérales (22) reliant la face interne (18) à la face externe (20), chaque encoche (12) comprenant un isolant d’encoche (24) recouvrant la paroi de fond (14) et les parois latérales (10) de ladite encoche (12), caractérisée en ce que chaque isolant d’encoche (24) recouvre au moins partiellement les faces latérales (22) des pieds de dent (16) délimitant l’encoche (12) dans laquelle se situe l’isolant d’encoche (24).
- Pièce bobinée (2) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l’isolant d’encoche (24) comporte au moins un bord d’extrémité (25) qui s’étend le long d’une face latérale (22) du pied de dent (16) correspondant.
- Pièce bobinée (2) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l’isolant d’encoche (24) comporte au moins un bord d’extrémité (25) qui s’étend le long d’au moins une partie de la face externe (20) du pied de dent (16) correspondant.
- Pièce bobinée (2) selon la revendication précédente, dans laquelle le pied de dent (16) comporte une base (17) qui s’étend dans le prolongement radial d’un corps (7) de dent et des ailettes (19) qui prolongent orthoradialement la base du pied de dent en travers d’une ouverture radiale de l’encoche (12), caractérisé en ce que le bord d’extrémité (25) s’étend le long de la jonction d’une ailette (19) et de la base (17) du pied de dent.
- Pièce bobinée (2) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que qu’au moins une encoche (12) est obturée par une cale (28) de sorte à maintenir en position les conducteurs électriques (26) dans l’encoche (12), la cale (28) s’étendant le long de l’axe de révolution (X) du bloc (4) et prenant appui contre les faces internes (18) des pieds de dent (16) délimitant l’encoche, l’isolant d’encoche (24) disposé dans l’encoche correspondante étant présent entre la cale (28) et les pieds de dent (16).
- Pièce bobinée (2) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la cale (28) présente une portion centrale (29) de largeur constante et une première extrémité (30) de largeur inférieure à celle de la portion centrale.
- Pièce bobinée (2) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la première extrémité (30) de la cale (28) présente deux plans inclinés (34) l’un vers l’autre de manière à ce que la largeur de la cale diminue.
- Pièce bobinée (2) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l’isolant d’encoche (24) est réalisé à partir d’un film souple polyester, composé de polyéthylène téréphtalate.
- Machine électrique tournante (1) comprenant une pièce bobinée (2) selon l’une des revendications 1 à 8.
- Procédé de réalisation d'une pièce bobinée (2) conforme à l’une des revendications 1 à 8, au cours duquel :
- on insère une feuille de matériau isolant (240) formant d’un seul tenant une pluralité d’isolants d’encoche (24) dans au moins deux encoches (12) consécutives, de sorte à recouvrir la paroi de fond (14) et les parois latérales (10) délimitant les encoches ainsi que la face externe (20) du pied de dent disposé entre les deux encoches consécutives ; puis
- on insère des conducteurs électriques (26) dans les encoches (12) de sorte à former des bobines autour des dents (6) ; puis
- on retire des parties de la feuille de matériau isolant (240) formant l’isolant d’encoche (24) en regard des faces externes (20) de chaque pied de dent (16).
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