FR3101736A1 - Bobinage électrique pour une machine électrique tournante - Google Patents

Abstract

La présente invention propose un bobinage pour une partie active de machine électrique tournante présentant au moins un système de phase comprenant plusieurs phases chacune comportant une première épingle d’alimentation et une seconde épingle d’alimentation formant chacune une entrée ou une sortie de phase, chaque épingle d’alimentation comporte une extrémité d’alimentation s’étendant à l’extérieur de l’encoche et prolongeant un segment conducteur s’étendant à l’intérieur de l’encoche. Au moins une partie d’une première extrémité d’alimentation (33G) est agencée sur une périphérie intérieure du bobinage, ladite première extrémité prolongeant un segment conducteur (33A) agencé dans une couche externe et au moins une partie d’une deuxième extrémité d’alimentation (34G) est agencée sur une périphérie extérieure du bobinage, ladite deuxième extrémité prolongeant un segment conducteur (34A) agencé dans une couche interne, la périphérie intérieure étant plus proche de l’axe que la périphérie extérieure et lesdites couches interne et externe formant des couches de bordure. Figure pour l’abrégé : Figure 10

Description

Bobinage électrique pour une machine électrique tournante

L’invention concerne notamment un bobinage électrique pour une partie active telle qu’un stator ou un rotor de machine électrique tournante. L’invention porte plus particulièrement sur un bobinage électrique réalisé à partir d’épingles conductrices.

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. Le stator comprend un corps présentant une culasse formant une pièce de révolution autour d’un axe passant par le centre du stator. Le corps comporte des dents s’étendant radialement à partir de la culasse vers le centre du stator et délimitant des encoches autour desquelles est disposé un bobinage électrique. Le bobinage est formé d’une pluralité d’épingles conductrices logées partiellement dans les encoches du corps et raccordées électriquement deux à deux via leurs extrémités pour former un chemin électrique continu. Par exemple, chaque épingle comprend deux segments conducteurs sensiblement parallèles entre eux et reliés par une jonction coudée de manière à former un « U ». Les segments conducteurs sont insérés au niveau d’une première face d’extrémité axiale du stator, dans deux encoches distinctes, de sorte que les segments conducteurs soient sensiblement parallèles à l’axe de révolution du stator. Une même encoche peut loger plusieurs segments appartenant à des épingles distinctes formant ainsi différentes couches de segment conducteur.

Les extrémités libres des segments conducteurs, dépassant d’une seconde face d’extrémité axiale du stator, sont ensuite connectées entre elles de manière à former des chemins électriques générant des champs magnétiques le long des dents du corps lorsqu’ils sont parcourus par un courant électrique. Autrement dit, les épingles conductrices sont reliées deux à deux de sorte à former différents ensembles, chaque ensemble pouvant notamment correspondre à une phase d’alimentation électrique. Par exemple, le stator comporte trois ensembles distincts pour permettre une alimentation en courant triphasé du bobinage.

Un tel bobinage nécessite un certain nombre de connexions entre les épingles d’alimentation formant les entrées et sorties de chaque phase pour connecter les phases entre elles et ainsi assurer le couplage du bobinage souhaité et également entre les épingles d’alimentation et les modules électroniques de puissance correspondant pour connecter lesdites entrées et sorties de chaque phase auxdits modules.

En fonction de la structure du bobinage, les épingles d’alimentation peuvent être situées dans l’encoche sur des couches extérieures du bobinage. Ainsi, dans ce cas, les épingles d’alimentation ne sont pas entourées radialement par d’autres épingles. Les épingles d’alimentation ne comportant qu’un seul segment conducteur ne sont alors pas bien maintenues dans l’encoche. En particulier, leur extrémité libre peut bouger radialement vers l’extérieur du bobinage. Les extrémités libres peuvent alors rentrer en contact d’un autre élément de la machine électrique tournante tel que le rotor, pour les épingles disposées sur la couche interne du stator, ou un des flasques du carter, pour les épingles disposées sur la couche externe du stator, et endommager la machine électrique tournante. Les extrémités libres peuvent également venir en appui des dents du corps de stator ou de la culasse et ainsi endommager l’émail qui les recouvre et créer des courts-circuits.

La présente invention vise à permettre d’éviter les inconvénients de l’art antérieur. A cet effet, la présente invention a donc pour objet un bobinage électrique pour une partie active, formée notamment d’un stator ou d’un rotor, de machine électrique tournante, la partie active comportant un corps présentant une culasse annulaire autour d’un axe et une pluralité de dents s’étendant à partir d’une face latérale de la culasse dans une direction radiale de manière à délimiter des encoches, lesdites encoches étant ouvertes sur une première face d’extrémité axiale et sur une seconde face d’extrémité axiale du corps. Le bobinage électrique présente au moins un système de phases comprenant plusieurs phases électriques chacune comportant un ensemble d’épingles étant reliées électriquement entre elles et présentant chacune au moins un segment conducteur, lesdits segments conducteurs destinés à être logés dans une même encoche forment N couches. Ledit ensemble d’épingles comporte au moins une première épingle d’alimentation et une seconde épingle d’alimentation formant chacune une entrée ou une sortie de phase. Selon l’invention, chaque épingle d’alimentation comporte une extrémité d’alimentation s’étendant à partir du segment conducteur associé à l’extérieur de l’encoche. Toujours selon l’invention, au moins une partie d’une première extrémité d’alimentation est agencée sur une périphérie intérieure du bobinage, ladite première extrémité prolongeant un segment conducteur agencé dans une couche externe. En outre, selon l’invention, au moins une partie d’une deuxième extrémité d’alimentation est agencée sur une périphérie extérieure du bobinage, ladite deuxième extrémité prolongeant un segment conducteur agencé dans une couche interne, la périphérie intérieure étant plus proche de l’axe que la périphérie extérieure et lesdites couches interne et externe formant des couches de bordure.

Autrement dit, la première extrémité d’alimentation et la deuxième extrémité d’alimentation présentent, chacune, une partie de croisement agencée circonférentiellement en regard l’une de l’autre.

Cela permet d’exercer une contrainte dans une direction radiale sur l’extrémité d’alimentation pour ainsi permettre de maintenir ladite extrémité d’alimentation et éviter que ladite extrémité se déplace et rentre en contact soit du rotor soit du carter de la machine électrique tournante. En effet, en connectant, à l’ensemble électronique, une partie d’une extrémité d’alimentation, dont le segment conducteur associé est agencé dans la couche externe du bobinage, sur une périphérie interne, une contrainte dans une direction radiale vers l’intérieur est créée sur l’extrémité d’alimentation empêchant cette dernière de dépasser radialement vers l’extérieur par rapport au chignon et ainsi de rentrer en contact avec le carter de la machine. De manière similaire, en connectant, à l’ensemble électronique, une partie d’une extrémité d’alimentation, dont le segment conducteur associé est agencé dans la couche interne du bobinage, sur une périphérie externe, une contrainte dans une direction radiale vers l’extérieur est créée sur l’extrémité d’alimentation empêchant cette dernière de dépasser radialement vers l’intérieur par rapport au chignon et ainsi de rentrer en contact avec le rotor de la machine. Cela permet d’empêcher un endommagement desdites extrémités d’alimentation notamment en évitant la création de court-circuit et également d’éviter un endommagement plus général de la machine électrique tournante.

Selon une réalisation, la première épingle d’alimentation s’étend dans une couche externe d’une encoche et la seconde épingle d’alimentation s’étend dans une couche interne d’une encoche, lesdites couches interne et externe formant des couches de bordure.

Par exemple, les segments conducteurs desdites première et la deuxième épingles d’alimentation sont agencés respectivement dans la couche externe et dans la couche interne d’une même encoche.

Le fait que les deux extrémités d’alimentation d’une même encoche présentent chacune une partie de croisement permet d’assurer cette fonction de maintien desdites extrémités dans une direction radiale tout en un simplifiant les connexions entre l’ensemble électronique et les épingles d’alimentation en évitant que deux connexions ne soient trop rapprochées l’une de l’autre.

On entend par « couche de bordure », une couche située à une extrémité radiale interne ou externe du bobinage, c’est-à-dire une couche qui n’est pas centrale. Autrement dit, les épingles d’alimentation sont disposées dans des couches formant respectivement la périphérie interne et la périphérie externe du bobinage. Cette disposition des épingles d’alimentation dans des couches de bordure par opposition à des couches centrales permet de simplifier les connexions entre les bobines au sein de la phase en permettant de réaliser ces connexions entre des couches centrales qui sont donc adjacentes.

Selon une réalisation, chaque encoche comprend N segments appartenant à des épingles différentes. Par exemple, une couche est formée par un unique segment d’une épingle.

Selon une réalisation, la première extrémité et la deuxième extrémité sont espacées, dans une direction circonférentielle, l’une par rapport à l’autre. Autrement dit, les parties de croisement sont espacées les unes des autres et ne sont donc pas en contact. Cela permet d’éviter de potentiel court-circuit entre les extrémités d’alimentation.

Selon une réalisation, lesdites première et deuxième extrémités d’alimentation présentent, chacune, une partie de liaison adjacente au segment conducteur associé, une partie de connexion destinée à être connecté à un ensemble électronique de la machine électrique et une partie de croisement agencée entre ladite partie de liaison et ladite partie de connexion associées, lesdites parties de liaison et de connexion d’une même extrémité d’alimentation étant opposées l’une de l’autre, dans une direction radiale par rapport à la partie de croisement de ladite même extrémité d’alimentation et les parties de croisement de la première et de la deuxième extrémité d’alimentation s’étendant en regard l’une de l’autre, dans une direction circonférentielle.

Selon une réalisation, les épingles sont destinées à former des chignons de part et d’autre respectivement des faces d’extrémité axiale du corps de stator. Dans cette réalisation, les parties de croisement sont agencées axialement à distance des chignons. Cela permet d’éviter qu’une trop grande contrainte soit imposée sur la partie de liaison des extrémités d’alimentation par un angle de pliage trop important qui pourrait notamment endommager l’émail du conducteur et créer des courts-circuits. Cela permet également d’éloigner la partie de liaison du chignon et ainsi éviter la création de court-circuit. Cette distance ne doit cependant pas être trop important pour ne pas augmenter l’encombrement de la machine électrique tournante.

Selon une réalisation, les parties de croisement s’étendent entre la périphérie extérieure et la périphérie intérieure du bobinage et notamment dans une portion radialement centrale entre lesdites périphéries. Cela permet de simplifier le procédé de réalisation du bobinage en appliquant les mêmes contraintes sur les extrémités d’alimentation. Alternativement, les parties de croisement peuvent s’étendre dans une portion de bordure interne ou une portion de bordure externe du bobinage.

Selon une réalisation, un premier ensemble, agencé sur une des périphéries du bobinage et formé d’épingles d’alimentation de différentes phases, comprend au moins une extrémité d’alimentation présentant une partie de croisement et au moins une autre extrémité d’alimentation ne présentant pas de partie de croisement. Dans cette réalisation, un second ensemble, agencé sur une des périphéries du bobinage différente de la périphérie du premier ensemble et formé d’épingles d’alimentation de différentes phases, comprend au moins une extrémité d’alimentation présentant une partie de croisement et au moins une autre extrémité d’alimentation ne présentant pas de partie de croisement.

Chaque ensemble comprend donc au moins une extrémité d’alimentation formant une entrée de phase et au moins une autre extrémité d’alimentation formant une sortie de phase. Ainsi, les entrées et sorties de phase à connecter ensemble sont disposées de manière à ce qu’il n’y ait plus de chevauchement ou de croisement de trace d’interconnexion à effectuer pour former un couplage triangle. Cela permet de simplifier la structure de l’interconnecteur et de réduire son encombrement.

On entend par extrémité d’alimentation ne présentant pas de partie de croisement, une extrémité d’alimentation s’étendant sensiblement axialement sur la même périphérie que celle dans laquelle est agencée son segment conducteur associé.

Par exemple, dans un ensemble comprenant au moins trois premières extrémités, uniquement deux ou une desdites extrémités présente une partie de croisement.

Alternativement, toutes les extrémités d’alimentation pourraient présenter des parties de croisement.

Toujours par exemple, lorsqu’un ensemble comprend deux extrémités d’alimentation présentant des parties de croisement, l’extrémité d’alimentation ne présentant pas de partie de croisement est agencée circonférentiellement entre lesdites parties d’extrémité présentant une partie de croisement. De manière similaire, lorsqu’un ensemble comprend une extrémité d’alimentation présentant une partie de croisement, ladite extrémité d’alimentation présentant la partie de croisement est agencée circonférentiellement entre les parties d’extrémité ne présentant pas de partie de croisement.

Cette alternance entre les extrémités présentant des parties de croisement et les extrémités ne présentant pas de partie de croisement permet d’alterner de manière simple les entrées et les sorties de phase au sein d’un même ensemble. Cela permet d’éviter les croisements entre les traces d’interconnexion reliant une entrée avec une sortie tout en évitant qu’une desdites traces dépassent radialement pour réaliser la connexion électrique en évitant une des extrémités disposée sur la même circonférence de stator.

Selon une réalisation, le bobinage comporte au moins un organe de maintien agencé pour maintenir, au moins dans une direction radiale, deux extrémités d’alimentation ne comportant pas de partie de croisement.

L’organe de maintien permet de maintenir les extrémités d’alimentation des épingles d’alimentation pour éviter que lesdites extrémités se déplacent et rentrent en contact soit du corps de stator soit du rotor ou du carter de la machine électrique tournante.

L’organe de maintien peut former un interconnecteur permettant de connecter les extrémités d’alimentation entre elles ou de connecter les extrémités d’alimentation à l’ensemble électronique.

L’organe de maintien peut comporter une trace conductrice. Par exemple, la trace conductrice peut être au moins partiellement recouverte par un matériau électriquement isolant.

Alternativement, l’organe de maintien peut être formé uniquement d’un matériau électriquement isolant.

Selon une réalisation, les épingles autres que les épingles d’alimentation sont chacune formée de deux segments conducteurs reliés entre eux à une de leur extrémité s’étendant à partir de la première face d’extrémité axiale du corps, dite première extrémité, et reliés à différentes épingles à l’autre de leur extrémité s’étendant à partir de la seconde face d’extrémité axiale du corps, dite seconde extrémité, les premières extrémités des épingles d’alimentation s’étendant à partir de ladite première face d’extrémité axiale.

Selon une réalisation, la première épingle d’alimentation présente une forme différente de celle de la seconde épingle d’alimentation. Par exemple, chaque épingle d’alimentation présente un unique segment conducteur et deux extrémités. Toujours par exemple, les deux extrémités de la première épingle d’alimentation s’étendent dans des directions circonférentielles opposées l’une par rapport à l’autre et les deux extrémités de la seconde épingle d’alimentation s’étendent dans une même direction circonférentielle.

Selon cette réalisation, le bobinage comporte un premier groupe d’épingles conductrices dont les segments conducteurs sont, chacun, disposés dans deux couches distinctes et séparées l’une de l’autre par au moins une couche intercalaire, un second groupe d’épingles conductrices dont les segments conducteurs sont, chacun, disposés dans deux couches distinctes et séparées l’une de l’autre par au moins une couche intercalaire, les couches comportant le premier groupe d’épingles étant distinctes des couches comportant le second groupe d’épingles et une épingle de connexion permettant de relier le premier groupe d’épingles au second groupe d’épingles.

Selon une réalisation, les segments conducteurs de l’épingle de connexion sont agencés dans deux couches adjacentes. On entend par « couches adjacentes », des couches successives qui ne sont pas séparées par une autre couche. Cela permet de simplifier l’insertion des épingles lors du procédé de réalisation du bobinage et également de simplifier la forme de l’épingle de connexion.

Selon une réalisation, les couches adjacentes dans lesquelles sont disposés les segments conducteurs de l’épingle de connexion sont des couches centrales. On entend par « couche centrale » une couche qui est entourée par deux autres couches et qui n’est donc pas en bordure de l’encoche.

Selon une réalisation, chaque segment conducteur d’une épingle d’alimentation est destiné à être disposé dans une des encoches comprenant un segment conducteur d’une épingle de connexion.

Selon une réalisation, les épingles d’alimentation permettent de connecter le bobinage à un module électronique de puissance et/ou de commande.

Selon une réalisation, chaque phase comportant une pluralité d’épingles conductrices, au moins une épingle de connexion et un nombre d’épingles d’alimentation égal au double du nombre d’épingle de connexion.

Selon une réalisation, les couches comprenant les segments conducteurs des épingles conductrices du premier groupe d’épingles sont alternées avec les couches comprenant les segments conducteurs des épingles conductrices du second groupe d’épingles. Par exemple, la couche radiale interne comprend un segment conducteur d’une épingle conductrice du premier groupe d’épingles et la couche radiale externe comprend un segment conducteur d’une épingle conductrice du second groupe d’épingles.

Selon une réalisation, les épingles conductrices du premier groupe d’épingles présentent respectivement des formes différentes de celles des épingles conductrices du second groupe d’épingles.

Selon une réalisation, les épingles conductrices du premier groupe d’épingles comprennent chacune deux extrémités libres prolongeant respectivement les deux segments conducteurs, lesdites extrémités étant courbées de manière à se rapprocher l’une de l’autre dans une direction circonférentielle.

Selon une réalisation, les épingles conductrices du second groupe d’épingles comprennent chacune deux extrémités libres prolongeant respectivement les deux segments conducteurs, lesdites extrémités étant courbées de manière à s’écarter l’une de l’autre dans une direction circonférentielle.

La présente invention a également pour objet une partie active de machine électrique tournante, formée notamment d’un stator ou d’un rotor, qui comporte un bobinage électrique tel que précédemment décrit.

De plus, la présente invention a également pour objet une machine électrique tournante comprenant une partie active, formée notamment d’un stator ou d’un rotor, qui comporte un bobinage électrique tel que précédemment décrit. 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’un exemple de machine électrique tournante.

La représente schématiquement une vue en perspective du stator de la figure 1.

La représente schématiquement une vue en coupe suivant un plan radial d’une partie du stator de la figure 2.

La représente schématiquement une vue en perspective d’une épingle conductrice du premier groupe d’épingles du stator de la figure 2.

La représente schématiquement une vue en perspective d’une épingle conductrice du second groupe d’épingles du stator de la figure 2.

La représente schématiquement une vue en perspective d’une épingle de connexion du stator de la figure 2.

La représente schématiquement une vue en perspective d’une première épingle d’alimentation du stator de la figure 2.

La représente schématiquement une vue en perspective d’une seconde épingle d’alimentation du stator de la figure 2.

La représente partiellement un schéma électrique du bobinage du stator de la figure 2.

La représente, schématiquement et partiellement, une vue en perspective du stator selon un exemple de l’invention.

La représentent, respectivement et schématiquement, une vue axiale de dessus d’une partie du bobinage comportant des traces d’interconnexion selon l’exemple de la figure 10.

La représente schématiquement un exemple d’organe de maintien.

Les éléments identiques ou similaires 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.

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 interne correspondant à un élément orienté vers l’axe, ou plus proche de l’axe par rapport à un second élément, la dénomination externe 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 permettre la 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 20 tel qu’une poulie ou un pignon 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. 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.

Le flasque avant 16 et le flasque arrière 17 sont ici agencés de manière à former une chambre pour la circulation d’un liquide de refroidissement tel que de l’eau ou de l’huile. Alternativement, les flasques pourraient comporter des ouvertures pour le passage d’un flux d’air de refroidissement engendré par la rotation d’au moins un ventilateur solidaire en rotation avec le rotor ou l’arbre.

Dans cet exemple, le rotor 12 est formé d’un paquet de tôles logeant des aimants permanents formant les pôles magnétiques. Alternativement, le rotor pourrait être un rotor à griffe comportant deux roues polaires et une bobine rotorique.

Dans cet exemple de réalisation, le stator 15 comporte un corps 21 formé d'un paquet de tôles doté d'encoches 22, équipées d’isolant d’encoche 23 pour le montage d’un bobinage électrique 24. Le bobinage traverse les encoches du corps 21 et forment un chignon avant 25a et un chignon arrière 25b de part et d'autre du corps du stator. Par ailleurs, le bobinage 24 est formé d’une ou plusieurs phases comportant au moins un conducteur électrique et étant reliées électriquement à un ensemble électronique 26.

L’ensemble électronique 26 qui est ici monté sur le carter 11, comporte au moins un module électronique de puissance permettant de piloter au moins une phase du bobinage 24. Le module de puissance forme un pont redresseur de tension pour transformer la tension alternative générée en une tension continue et inversement. Alternativement, l’ensemble électronique pourrait être déporté de la machine.

Les figures 2 et 3 représentent plus en détail le stator 15. Le corps du stator 21 est formé d’une culasse 27 de forme annulaire autour de l’axe X et d’une pluralité de dents 28 s’étendant radialement en direction du centre du stator à partir de la culasse, et en particulier ici à partir d’une face latérale formant une paroi interne de la culasse 27. Les dents 28 sont réparties angulairement régulièrement sur le pourtour du corps annulaire, avec des espaces successifs ménagés entre elles de manière à définir les encoches 22 s’étendant en série sur le pourtour du corps annulaire du stator, chaque encoche étant délimitée par deux dents successives. Selon le présent exemple, les dents délimitent 48 encoches réparties le long de la circonférence du corps de stator, ces encoches étant agencées pour former support au bobinage électrique 24. En variante, un nombre différent d’encoches peut être utilisé tel que 96, 84, 72, 60. Il est entendu que ce nombre dépend notamment de l’application de la machine, du diamètre du stator et du nombre de pôles du rotor.

Selon la direction axiale, c’est-à-dire la direction parallèle à l’axe X, les encoches 22 sont ouvertes sur une première face d’extrémité axiale 29a et une seconde face d’extrémité axiale 29b du corps de stator 21. Autrement dit, les encoches traversent axialement de part en part le corps et débouchent sur les deux faces d’extrémité axiales opposées du stator. Par les termes « faces d’extrémité axiales », on entend des faces perpendiculaires ou sensiblement perpendiculaires à l’axe de révolution X du stator.

Le bobinage 24 est formé à partir d’une pluralité d’épingles reliées électriquement entre elles pour former des chemins électriques formant les phases du bobinage. Dans cet exemple, chaque phase comprend une pluralité d’épingles conductrices 30, 31, une épingle de connexion 32 et deux épingles d’alimentation 33, 34. Comme cela sera décrit plus en détail après en références aux figures 4 et 5, chaque épingle conductrice 30, 31 est formée de deux segments conducteurs 30A, 30B, 31A, 31B s’étendant axialement dans les encoches 22 et qui sont à cet effet sensiblement parallèle entre eux. Lesdits segments conducteurs sont connectés entre eux par l’intermédiaire d’une jonction coudée 30C, 31C qui est également conductrice de manière à former une continuité électrique. Comme cela sera décrit plus en détail après en références à la figure 6, l’épingle de connexion 32 est formée de deux segments conducteurs 32A, 32B s’étendant axialement dans les encoches 22 et qui sont à cet effet sensiblement parallèle entre eux. Lesdits segments conducteurs sont connectés entre eux par l’intermédiaire d’une jonction coudée 32C qui est également conductrice de manière à former une continuité électrique. Les segments conducteurs 30A, 30B, 31A, 31B, 32A, 32B d’une même épingle 30, 31, 32 sont disposés dans deux encoches distinctes l’une de l’autre.

Chaque jonction coudée 30C, 31C, 32C peut présenter deux portions inclinée 30D, 31D, 32D se rejoignant pour former un sommet 30E, 31E, 32E. Les jonctions coudées 30C, 31C, 32C sont ici formées de manière monobloc et en particulier sont issues de matière avec les segments conducteurs associés. Ainsi, chaque épingle 30, 31, 32 est formée d’un seul tenant en forme de U. Alternativement, les jonctions coudées peuvent être formées en deux parties reliées ensemble par exemple par soudure, chaque partie de la jonction coudée étant issue de matière avec le segment conducteur associé. Ainsi, chaque épingle 30, 31, 32 est formée par deux sous-épingles, chacune étant en forme de I.

Comme cela sera décrit plus en détail après en références aux figures 7 et 8, les épingles d’alimentation 33, 34 sont chacune formées d’un segment conducteur 33A, 34A s’étendant axialement dans les encoches 22.

Comme visible sur la figure 3, les différents segments conducteurs disposés dans une même encoche sont superposés afin de former un empilement de N couches Ci, étant entendu que ces N couches sont présentes dans chacune des encoches de sorte que l’on forme sur le pourtour du stator des cercles annulaires sensiblement coaxiaux entre eux. Par exemple, ces couches sont au nombre de quatre et numérotées de C1 à C4, selon leur ordre d’empilement dans les encoches 22. La première couche C1 correspond à la couche externe, la deuxième couche C2 correspond à une couche centrale externe directement voisine de la première couche C1, la troisième couche C3 correspond à la couche centrale interne directement voisine de la deuxième couche C2 et la quatrième couche C4 correspond à la couche interne. Les couches C1 et C4 forment des couches de bordure et les couches C2 et C3 forment des couches centrales. La première couche C1 est ainsi occupée par le segment conducteur le plus proche de la culasse 27 et la couche C4 est ainsi occupée par le segment conducteur le plus proche de l’ouverture d’encoche, c’est-à-dire le plus proche de l’axe X. Bien entendu, l’invention ne se limite pas à ce seul mode de réalisation de sorte qu’un nombre supérieur de segments conducteurs peut être empilé dans chaque encoche par exemple 6, 8 ou 10 conducteurs. Par exemple, une couche est formée par un unique segment conducteur. Ainsi, chaque encoche 22 comprend N segments conducteurs alignés radialement les uns par rapport aux autres sur une seule ligne et formant chacun une couche Ci. Dans l’exemple illustré, les segments conducteurs présentent chacun une section sensiblement rectangulaire facilitant leur empilement dans l’encoche.

Les figures 4, 5, 6 et 7 illustrent les différentes formes d’épingles formant le bobinage électrique 24. La description ci-dessous est faite en rapport avec une phase du bobinage électrique, l’homme du métier comprendra que toutes les phases sont formées d’une manière identique. Les épingles conductrices 30, 31 formant les premiers ou les deuxièmes groupes d’épingles se différentient par les extrémités libres 30F, 31F des segments conducteurs, à l’opposé axialement des jonctions coudées 30C, 31C.

La figure 4 représente une épingle conductrice 30 du premier groupe d’épingles, toutes les épingles 30 du premier groupe étant de forme identique. Cette épingle conductrice 30 se caractérise par deux extrémités libres 30F de segments conducteurs qui sont courbées de manière à se rapprocher l’une de l’autre. Plus particulièrement, les extrémités libres 30F des segments conducteurs sont repliées pour venir en recouvrement l’une de l’autre dans une direction radiale. L’écartement entre les deux extrémités libres 30F des segments conducteurs d’une même épingle 30 est plus petit que l’écartement entre ces deux segments conducteurs 30A, 30B dans leur portion droite logée dans les encoches.

La figure 5 représente une épingle conductrice 31 du second groupe d’épingles, toutes les épingles 31 du second groupe étant de forme identique. Cette épingle conductrice 31 se caractérisent par deux extrémités libres 31F de segments conducteurs qui sont courbées de manière à s’écarter l’une de l’autre. L’écartement entre les deux extrémités libres 31F des segments conducteurs d’une même épingle 31 est plus grand que l’écartement entre ces deux segments conducteurs 31A, 31B dans leur portion droite logée dans les encoches. Plus particulièrement, les segments conducteurs 31A, 31B d’une même épingle sont espacés d’un pas P de manière à être respectivement insérés dans une encoche E et dans une encoche E+P, et les extrémités libres 31F de ces segments conducteurs sont espacées d’un pas 2P.

La figure 6 représente une épingle de connexion 32 qui se caractérisent notamment par deux extrémités libres 32F de segments conducteurs qui sont courbées de manière à conserver le même écartement que celui des segments conducteurs 32A, 32B. L’écartement entre les deux extrémités libres 32F des segments conducteurs d’une même épingle 32 est similaire à l’écartement entre ces deux segments conducteurs 32A, 32B dans leur portion droite logée dans les encoches. Plus particulièrement, les segments conducteurs 32A, 32B d’une même épingle sont espacés d’un pas P de manière à être respectivement insérés dans une encoche E et dans une encoche E+P, et les extrémités libres 32F de ces segments conducteurs sont espacées du même pas P.

La figure 7 représente une première épingle d’alimentation 33 qui comporte un unique segment conducteur 33A, une première extrémité 33G, dite extrémité d’alimentation, et une deuxième extrémité 33F, dite extrémité libre. L’extrémité libre 33F est disposée du même côté du stator que les extrémités libres 30F, 31F, 32F des autres épingles et l’extrémité d’alimentation 33G est disposée du côté opposé axialement, c’est-à-dire du côté des jonctions coudées 30C, 31C, 32C. Les extrémités 33F, 33G sont pliées dans des directions circonférentielles opposées, c’est-à-dire que lesdites extrémités ne sont pas superposées axialement.

La figure 8 représente une seconde épingle d’alimentation 34 qui comporte un unique segment conducteur 34A et une première extrémité 33G, dite extrémité d’alimentation, et une deuxième extrémité 33F, dite extrémité libre. L’extrémité libre 34F est disposée du même côté du stator que les extrémités libres 30F, 31F, 32F des autres épingles et l’extrémité d’alimentation 34G est disposée du côté opposé axialement, c’est-à-dire du côté des jonctions coudées 30C, 31C, 32C. Les extrémités 34F, 34G sont pliées dans la même direction, c’est-à-dire que lesdites extrémités sont superposées axialement.

L’agencement particulier des extrémités d’alimentation 33G, 34G sera décrit plus en détail ci-dessous en référence à la figure 10.

Comme visible sur les figures 2 et 9 notamment, chaque épingle 30, 31, 32, 33, 34 est agencée de manière à ce que d’une part ses segments conducteurs s’étendent dans deux encoches distinctes E et E+P, séparées par un pas P, et que d’autre part chaque jonction coudée soit disposée au niveau de la première face d’extrémité axiale 29a tandis que les extrémités libres sont disposés au niveau de la seconde face d’extrémité axiale 29b et sont reliées entre elles de manière à générer une continuité électrique dans le bobinage d’une épingle à l’autre. Tel que cela va être décrit ci-après notamment en relation avec la figure 9, les extrémités libres de segments conducteurs agencés dans une première couche C1 et les extrémités libres de segments conducteurs agencés dans une deuxième couche C2 sont reliées entre elles et les extrémités libres de segments conducteurs agencés dans une troisième couche C3 et les extrémités libres de segments conducteurs agencés dans une quatrième couche C4 sont reliées entre elles. Ces liaisons sont par exemple faites par soudure. Ainsi, les segments conducteurs 30A, 30B, 31A, 31B, 32A, 32B, 33A, 34A d’une même épingle sont connectés entre eux à une de leurs extrémités par une jonction coudée 30C, 31C, 32C et, chacun, à une autre épingle à leur extrémité libre 30F, 31F, 32F, 33F, 34F.

Le premier groupe d’épingles conductrices 30 forment un groupe dit extérieur, qui comporte les épingles 30 dont les segments conducteurs 30A, 30B sont logés dans les encoches de manière à former la première couche extérieure C1 et la troisième couche centrale interne C3. Le second groupe d’épingles conductrices 31 forment un groupe dit intérieur, qui comporte les épingles 31 dont des segments conducteurs 31A, 31B sont logés dans les encoches de manière à former la quatrième couche intérieure C4 et la deuxième couche centrale externe C2.

Comme visible sur les figures 2 et 9, les deux groupes d’épingle sont imbriqués, c’est-à-dire agencés de manière à ce que l’un des segments conducteurs des épingles 30 du groupe extérieur soit situé dans les encoches plus à l’intérieur que l’un des segments conducteurs des épingles 31 du groupe intérieur. Plus particulièrement, une épingle conductrice 30 appartenant au premier groupe est agencée dans le stator de manière à avoir un segment conducteur 30A occupant une première couche C1 dans une encoche E et un segment conducteur 30B occupant une troisième couche C3 dans une encoche E+P. Similairement, une épingle conductrice 31 appartenant au second groupe est agencée dans le stator de manière à avoir un segment conducteur 31A occupant une deuxième couche C2 dans l’encoche E et un segment conducteur 31B occupant une quatrième couche C4 dans une encoche E+P. Autrement dit, les épingles conductrices 30, 31 sont agencées de sorte que les segments conducteurs d’une même épingle conductrice occupent des encoches distinctes avec un décalage radial de deux couches d’une encoche à l’autre, ou bien en d’autre termes avec l’interposition d’une couche intermédiaire entre les deux couches occupées par les segments conducteurs de cette même épingle. Ce décalage radial correspond à l’interposition d’un segment conducteur appartenant à une épingle conductrice de l’autre groupe. Il résulte de cet agencement particulier un alignement des jonctions coudées au niveau de la première face d’extrémité axiale 29a du corps de stator 21 de sorte que les jonctions coudées adjacentes soient sensiblement parallèles entre elles. Cela permet d’augmenter la compacité du chignon.

Ces deux groupes d’épingles conductrices 30, 31 forment respectivement des chemins électriques continus indépendant l’un de l’autre. Pour assurer la continuité électrique au sein de la phase, une épingle de connexion 32 est agencée pour raccorder électriquement le premier groupe d’épingles conductrice 30 au second groupe d’épingles conductrice 31 et ainsi former un unique chemin électrique et former une phase du bobinage électrique 24. Ainsi, cette épingle de connexion 32 ferme le circuit électrique et permet une circulation appropriée du courant à travers le bobinage, notamment afin que d’une part le courant circule dans le même sens dans chacun des segments conducteurs logés dans une même encoche, et que d’autre part le courant circule de manière générale dans un sens dans une encoche et dans le sens opposé dans les encoches espacées d’un pas P et -P.

Dans l’exemple illustré sur la figure 9, le premier segment conducteur 32A de l’épingle de connexion 32 est disposé dans une des couches associées au premier groupe d’épingles conductrices 30 et le second segment conducteur 32B de ladite épingle est disposé dans une des couches associées au second groupe d’épingles conductrices 31. Cet agencement donne des avantages de connexion électriques du bobinage. En effet, il permet de connecter toutes les épingles conductrices 30, 31 via une épingle de connexion 32 en forme de U, c’est-à-dire de forme similaire à celle des épingles conductrices avec deux segments conducteurs reliés entre eux par une jonction coudée. Avec cet agencement, le bobinage électrique 24 ne comprend donc pas d’épingle spéciale permettant l’inversion du sens du courant afin de respecter le sens de circulation du courant électrique dans les encoches. Ainsi, cela permet de simplifier le bobinage électrique et son procédé d’assemblage.

En particulier dans cet exemple, le premier segment conducteur 32A de l’épingle de connexion 32 est disposé dans la troisième couche C3 et le second segment conducteur 32B de ladite épingle est disposé dans la deuxième couche C2. Ainsi, les segments conducteurs 32A, 32B de l’épingle de connexion sont agencés dans deux couches adjacentes selon une direction radiale de deux encoches différentes, c’est-à-dire qu’il n’y a pas d’interposition d’une couche intermédiaire entre les deux couches occupées par les segments conducteurs de cette même épingle 32. Cela permet à la jonction coudée 32C de l’épingle de connexion d’être intégrée dans le chignon et de ne pas augmenter la hauteur du chignon en passant au-dessus d’une autre portion d’épingle.

Comme visible dans les figures 2, 3 et 9, des épingles d’alimentation 33, 34 sont disposées dans une encoche de manière à ce que leurs segments conducteurs 33A, 34A respectifs soit disposés dans une couche adjacente à la couche de la même encoche comprenant le segment conducteur 32A, 32B d’une épingle de connexion 32. En d’autres termes, pour chaque segment conducteur d’une épingle de connexion 32 occupant une deuxième couche C2 dans une encoche E, on prévoit un segment conducteur 33A d’une épingle d’alimentation 33 pour occuper une première couche C1 dans ladite encoche E. De manière similaire, pour chaque segment conducteur d’une épingle de connexion 32 occupant une troisième couche C3 dans une encoche E+P, on prévoit un segment conducteur 34A d’une épingle d’alimentation 34 pour occuper une quatrième couche C4 dans ladite encoche E+P, espacée d’un pas P par rapport à ladite encoche E. Les épingles d’alimentation 33, 34 sont ainsi disposées dans des couches de bordure de manière à entourer l’épingle de connexion 32 de la même phase dont les segments conducteurs 32A, 32B sont disposées dans des couches centrales.

On comprend qu’à chaque épingle de connexion 32 est associée une paire d’épingles d’alimentation 33, 34 tel que cela est visible sur la figure 2 notamment. Ainsi, un bobinage électrique 24 comprenant six phases comprend également six paires d’épingles d’alimentation 33, dont six premières épingles d’alimentation 33 et six secondes épingles d’alimentation 34, et six épingles de connexion 32. On comprendra que le nombre d’épingles conductrices 30, 31 dépend du nombre d’encoches du stator et donc de l’application de la machine électrique tournante souhaitée, en particulier des performances souhaitées et de l’encombrement disponible, sachant qu’il y a autant d’épingles conductrices 30 du premier groupe que dépingles conductrices 31 du second groupe.

Les extrémités d’alimentation 33G, 34G forment des entrées et/ou des sorties de courant de la phase correspondante. Plus précisément pour une phase, une extrémité 33G, 34G d’une des épingles d’alimentation est connectée, directement ou par l’intermédiaire d’un dispositif d’interconnexion, à une extrémité 33G, 34G d’une épingle d’alimentation d’une autre phase du bobinage et/ou à une source de courant comprise notamment dans un module électronique de puissance et/ou de commande de l’ensemble électronique 26.

Les épingles d’alimentation 33, 34 sont agencées le long du bobinage électrique 24 respectivement dans la première couche externe C1 et dans la quatrième couche interne C4. En particulier, les premières épingles d’alimentation 33 ainsi que leur extrémité d’alimentation 33G sont disposées dans la couche externe C1 et les secondes épingles d’alimentation 34 ainsi que leur extrémité d’alimentation 34G sont disposées dans la couche interne C4. Il est bien entendu possible d’inverser cette disposition des épingles d’alimentation sans sortir du cadre de l’invention.

La figure 10 représente un exemple de réalisation de l’invention où est illustrée une partie du bobinage du stator et notamment du chignon à partir duquel s’étendent les extrémités d’alimentation 33G, 34G. En particulier dans cet exemple, quatre des six extrémités d’alimentation 33G, 34G présentent chacune une partie de croisement 33G2, 34G2 et les deux autres extrémités d’alimentation 33G, 34G ne présentant pas de partie de croisement et s’étendent dans une direction sensiblement axiale à partir de leur segment conducteur 33A, 34A associé. Dans cet exemple, les extrémités d’alimentation ne présentant pas de partie de croisement sont agencées circonférentiellement entre les extrémités d’alimentation présentant des parties de croisement.

Dans un exemple alternatif non représenté, uniquement deux des six extrémités d’alimentation 33G, 34G peuvent présenter chacune une partie de croisement 33G2, 34G2 et les quatre autres extrémités d’alimentation 33G, 34G ne présentant pas de partie de croisement. Les extrémités d’alimentation présentant des parties de croisement pourraient alors être agencées circonférentiellement entre les extrémités d’alimentation ne présentant pas de parties de croisement.

Chacune desdites quatre extrémités d’alimentation présente une partie de liaison 33G1, 34G1 adjacente au segment conducteur 33A, 34A associé, une partie de connexion 33G3, 34G3 connectée électriquement à l’ensemble électronique 26 et une partie de croisement 33G2, 34G2 agencée entre ladite partie de liaison et ladite partie de connexion associées. Lesdites parties s’étendent en continue l’une à la suite de l’autre à partir du segment conducteur de la même épingle d’alimentation et forment sensiblement une droite qui s’étend de manière inclinée par rapport à une direction axiale. Cette droite inclinée s’étend à partir d’une des périphéries du bobinage jusqu’à la périphérie opposée radialement. Ainsi, lesdites parties de liaison et de connexion d’une même extrémité d’alimentation sont opposées l’une de l’autre, dans une direction radiale par rapport à la partie de croisement de ladite même extrémité d’alimentation qui forme une partie sensiblement centrale radialement entre la périphérie interne et la périphérie externe du bobinage.

Deux épingles d’alimentation 33, 34 dont leurs segments conducteurs s’étendent dans la même encoche 22, présentent des extrémités d’alimentation du même type, c’est-à-dire soit du type comportant une partie de croisement soit du type ne comportant pas de partie de croisement. Ainsi, les parties de croisement 33G2, 34G2 d’extrémités d’alimentation d’épingles agencées dans la même encoche s’étendent en regard et à distance l’une de l’autre dans une direction circonférentielle. Il n’y a donc pas de contact entre les parties de croisement. Cet espacement est notamment de l’ordre de quelques millimètres.

Les parties de croisement 33G2, 34G2 sont agencées à distance d’une extrémité axiale du chignon 25a à partir duquel s’étendent les extrémités d’alimentation. Lesdites parties de croisement sont donc espacées axialement de l’extrémité axiale du chignon. Cet espacement axial est par exemple compris entre 5 mm et 35 mm.

Dans l’exemple illustré ici, l’extrémité d’alimentation 33G présente une partie de liaison 33G1 s’étendant depuis une périphérie externe du bobinage et une partie de connexion 33G3 s’étendent jusqu’à une périphérie interne dudit bobinage. De manière similaire, l’extrémité d’alimentation 34G présente une partie de liaison 34G1 s’étendant depuis une périphérie interne du bobinage et une partie de connexion 34G3 s’étendent jusqu’à une périphérie externe dudit bobinage. On obtient donc une inversion des extrémités d’alimentation d’une même encoche.

Dans cet exemple de réalisation, la sortie d’une phase est connectée à l’entrée d’une autre phase du même système de phase afin de former un couplage de type triangle. Chacune de ces connexions entre les entrées et les sorties de phase est également reliée à une source de courant comprise notamment dans un module électronique de puissance et/ou de commande de l’ensemble électronique 26.

Les extrémités d’alimentation 33G, 34G sont agencées le long du bobinage électrique 24 de manière à ce que leurs parties de connexion 33G3, 34G3 soit regroupées en un premier ensemble 36 et un second ensemble 37 pour chaque système de phase. Dans cet exemple, les parties de connexion d’un même ensemble sont alignées axialement avec la même couche Ci de l’encoche. Par exemple ici, comme illustré sur la figure 10, le premier ensemble 36 comprend des parties de connexion disposées au-dessus de la couche externe C1 et le second ensemble comprend des parties de connexion disposées au-dessus de la couche interne C4. Dans une alternative de réalisation, il est possible d’avoir les parties de connexion du premier ensemble disposées dans la couche interne C4 et les parties de connexion du second ensemble disposées dans la couche externe C1. Il est également possible de disposer les parties de connexion dans les couches centrales C2, C3.

Toujours dans l’exemple décrit ici, le bobinage électrique 24 comprend deux systèmes comprenant chacun trois phases. Ainsi, le bobinage comprend ici deux premier ensembles 36 et deux second ensembles 37 comprenant chacun trois parties de connexion 33G3, 34G3. Les structures des ensembles peuvent être identiques ou différentes d’un système de phase à l’autre. Chacun des ensembles 36, 37 comprend au moins une partie de connexion formant une entrée de phase et une partie de connexion formant une sortie de phase. En particulier dans cet exemple, chaque ensemble 36, 37 comprend soit deux parties de connexion formant des entrées de phase et une partie de connexion formant une sortie de phase soit deux parties de connexion formant des sorties de phase et une partie de connexion formant une entrée de phase. Les ensembles d’un même système de phase présentent des architectures complémentaires entre elles. Par exemple, si le premier ensemble comprend deux entrées de phase et une sortie de phase alors le second ensemble comprend deux sorties de phase et une entrée de phase. De plus, chaque ensemble comprend une partie de connexion par phase dudit système de phase. Ainsi, pour un même ensemble, chaque partie de connexion appartient à une phase différente.

La figure 11 représente un exemple dans lequel le premier ensemble 36 comprend deux parties de connexion formant des sorties de phase et une partie de connexion formant une entrée de phase et le second ensemble 37 comprend deux parties de connexion formant des entrées de phase et une partie de connexion formant une sortie de phase. Les parties de connexion sont agencées sur la même couche de l’encoche et s’étendent donc sur une portion de circonférence du bobinage.

Dans cet exemple de réalisation, au sein d’un même ensemble, les extrémités formant les sortie/entrée de phase sont alternées, dans une direction circonférentielle. C’est-à-dire que pour un ensemble comprenant deux sorties de phase et une entrée de phase, ladite entrée de phase est disposée circonférentiellement entre les sorties de phase. De manière similaire, pour un ensemble comprenant deux entrées de phase et une sortie de phase, ladite sortie de phase est disposée circonférentiellement entre les entrées de phase.

De préférence, la distance, dans une direction circonférentielle, entre les extrémités d’alimentation est identique au sein d’un même ensemble 36, 37.

Par exemple, un même ensemble 36, 37 comprend au moins une partie de connexion 33G3 et au moins une partie de connexion 34G3 appartenant à deux épingles d’alimentation différentes 33, 34. Cet alternance des entrées/sorties de phase au sein d’un même ensemble est ici créé par l’inversion des parties de connexion 33G3, 34G3 pour uniquement certaines des extrémités d’alimentation du système de phase qui sont les extrémités d’alimentation présentant une partie de croisement. Ainsi, pour une phase, si le premier ensemble comprend la partie de connexion formant la sortie de phase alors le second ensemble comprend la partie de connexion formant l’entrée de phase.

La figure 11 illustre un exemple dans lequel le premier ensemble 36 comprend dans l’ordre suivant : la partie de connexion formant la sortie de la troisième phase O/Z+2, puis la partie de connexion formant l’entrée de la première phase I/Z, puis la partie de connexion formant la sortie de la deuxième phase O/Z+1. Le second ensemble 37, complémentaire audit premier ensemble 36, comprend alors dans l’ordre suivant : la partie de connexion formant l’entrée de la troisième phase I/Z+2, puis la partie de connexion formant la sortie de la première phase O/Z, puis la partie de connexion formant l’entrée de la deuxième phase I/Z+1.

Pour former le couplage triangle, les extrémités d’alimentation 33G, 34G sont reliées entre elles par exemple ici au moyen de trace d’interconnexion 38. Chaque trace d’interconnexion est par exemple soudée aux parties de connexion associées et peut comporter une portion de connexion avec un module de l’ensemble électronique 26. Les traces 38 sont pas exemples surmoulées dans une matière isolante électriquement pour faciliter la réalisation de ces connexions et pour garantir une bonne isolation électrique entre elles et entre lesdites traces et les sommets 30E, 31E, 32E des autres épingles du bobinage.

Plus particulièrement, la partie de connexion formant l’entrée de phase de la troisième phase I/Z+2 est reliée à la partie de connexion formant la sortie de phase de la deuxième phase O/Z+1, la partie de connexion formant la sortie de phase de la première phase O/Z est reliée à la partie de connexion formant l’entrée de phase de la deuxième phase I/Z+1 et la partie de connexion formant la sortie de phase de la troisième phase O/Z+3 est reliée à la partie de connexion formant l’entrée de phase de la première phase I/Z. Comme bien visible sur la figure 11, il est possible de réaliser ces connexions sans chevauchement entre les traces 38.

D’autre type de connexion peuvent être réaliser sans sortir du cadre de l’invention notamment en échangeant l’ordre des phases.

Pour maintenir dans une direction radiale les extrémités d’alimentation 33G, 34G ne présentant pas de partie de croisement, un organe de maintien 39 peut être agencé entre lesdites extrémités et ainsi empêcher lesdites extrémités de se déplacer en particulier dans une direction radiale vers l’extérieur ou vers l’intérieur par rapport à l’axe X.

Dans l’exemple illustré sur la figure 12, l’organe de maintien 39 maintient donc deux extrémités d’alimentation qui sont disposées dans la même encoche et sur des couches de bordure différentes, chacune des couches formant une extrémité radiale du bobinage.

Par exemple, l’organe de maintien 39 est monté en contact avec l’extrémité axiale du chignon arrière 25a qui s’étend axialement en direction de l’ensemble électronique 26. Une face radiale de l’organe de maintien 39 servant de surface d’appui est donc en contact avec au moins un sommet 30E, 31E, 32E d’une des épingles 30, 31, 32. En variante, l’organe de maintien pourrait être monté à distance du chignon et donc ne pas être en contact avec lui.

Dans l’exemple illustré ici, le bobinage électrique 24 comprend uniquement deux extrémités d’alimentation ne présentant pas de partie de croisement, le bobinage comprend alors un seul organe de maintien 39. Dans l’exemple alternatif non illustré décrit précédemment où le bobinage électrique 24 comprend quatre extrémités d’alimentation ne présentant pas de partie de croisement, le bobinage pourrait alors comprendre deux organes de maintien 39, un pour chaque paire d’extrémités.

L’organe de maintien peut comporter une première partie 40 permettant de maintenir l’extrémité d’alimentation 33G de la première épingle d’alimentation 33, une deuxième partie 41 permettant de maintenir l’extrémité d’alimentation 34G de la seconde épingle d’alimentation 34 et une partie de liaison 42 agencée entre lesdites parties 40, 41. La partie de liaison est agencée radialement entre lesdites deux parties.

La figure 12 illustre un exemple d’organe de maintien 39 lequel présentant une forme de barre comportant deux trous traversant 43 axialement chacun permettant l’insertion d’une des extrémités d’alimentation 33G, 34G. Alternativement, l’organe de maintien 39 pourrait présenter une forme de barre comportant deux encoches chacun permettant l’insertion notamment par encliquetage des extrémités d’alimentation 33G, 34G.

L’organe de maintien 39 est formé d’un matériau isolant électriquement tel que du plastique. L’organe de maintien peut être formé en un seul tenant, c’est-à-dire que la première partie 40, la deuxième partie 41 et la partie de liaison 42 sont issues de matière ensemble pour former une pièce monobloc.

On a représenté sur la figure 9 une illustration schématique d’une partie de bobinage conformément à ce qui a été décrit précédemment. Pour simplifier la lecture, le nombre d'encoches a été limité, étant entendu que ce qui va suivre pourra être étendu sans difficulté par l'homme du métier pour réaliser le bobinage complet, les autres encoches du stator comportant également des empilements de segments conducteurs. Toujours pour simplifier la lecture, les épingles d’une même phase sont représentées en gras, les épingles des autres phases étant représentées en transparence.

Plus précisément, pour le circuit électrique illustré sur la figure 9, le courant est introduit, dans un premier sens d’orientation, dans le bobinage 24 par l'intermédiaire de l’extrémité d’alimentation 34G d’une première épingle d’alimentation 34 formant l'entrée du courant électrique de la phrase illustrée du côté de la première face d'extrémité axiale 29a. On va décrire plus en détail son parcours via les flèches numérotées Fi pour illustrer le fait que le courant circule, dans des segments conducteurs empilés, dans le même sens pour une encoche donnée, et dans un sens opposé pour une encoche espacées d'un pas P ou -P. Il convient de noter que l’encoche E+P est éloignée de l’encoche E d’un pas P prédéterminé, selon un premier sens d’orientation. Dans le présent exemple d’un bobinage électrique double-triphasé avec une encoche par pôle et par phase, le pas P correspond à l’interposition de cinq encoches entre une encoche E et une encoche E+P.

Le courant circule dans le segment conducteur 34A logé dans une encoche E depuis la première face d’extrémité axiale 29a vers la seconde face d’extrémité axiale 29b (flèche F1). Ce segment conducteur 34A, agencé de manière à former partie de la quatrième couche C4 dans cette encoche E, présente à son extrémité libre 34F, du côté de la seconde face d'extrémité axiale 29b, une forme repliée sur elle-même similaire à celle d'un segment conducteur 30F d'une épingle conductrice30 du premier groupe d’épingles qu'il remplace dans cette couche.

L’extrémité libre 34F de l’épingle d’alimentation est connectée, au niveau de la seconde face d’extrémité axiale 29b du stator, à l’extrémité libre 31F d’une épingle conductrice 31 du second groupe d’épingles dont un des segments conducteurs occupe la troisième couche C3 dans une encoche E-P. Les deux extrémités libres 34F, 31F sont agencées l’une à côté de l’autre notamment dans une direction radiale et sont reliées électriquement au niveau d’un point de contact 35, ce point de contact pouvant être réalisé par soudure, de manière à permettre la circulation d’un courant électrique à travers les segments conducteurs, selon un même sens, dans chaque encoche. Le sens de circulation du courant est représenté par les flèches chevauchant les épingles conductrices. Il en résulte que le courant est amené à circuler, depuis la seconde face d’extrémité axiale 29b vers la première face d’extrémité axiale 29a, via le segment conducteur 31B dans la troisième couche C3 de l’encoche E-P, tel qu’illustré par la flèche F2.

Le segment conducteur 31B, occupant la troisième couche C3 dans l’encoche E-P, forme partie d’une épingle conductrice 31 appartenant au second groupe d’épingles de sorte que ce segment conducteur est prolongé, au niveau de la première face d’extrémité axiale 29a, par l’intermédiaire d’une jonction coudée 31C, en un segment conducteur 31A occupant la première couche C1 dans une encoche E-2P séparée d’un espace P par rapport à l’encoche E-P, dans le sens inverse au premier sens d’orientation. Ainsi, le courant est amené à circuler, depuis la première face d’extrémité axiale 29a vers la seconde face d’extrémité axiale 29b, via le segment conducteur 31A dans la première couche C1 de l’encoche E-2P, tel qu’illustré par la flèche F4.

On comprend que pour une phase donnée, les épingles sont imbriquées successivement sur tout le pourtour du stator, et pour simplifier la lecture de la figure 9, on va reprendre la description qui précède après que le courant ait fait sensiblement le tour du stator, au niveau du trait plein disposé entre les encoches E+P et E+2P sur cette figure 9.

A ce stade, la continuité de bobinage est réalisée en connectant l’extrémité libre 31F du segment conducteur 31A occupant la première couche C1 dans l’encoche E+2P, à l’extrémité libre 30F d’un segment conducteur 30A occupant la deuxième couche C2 dans l’encoche E+P, lesdites extrémités 31F, 30F étant agencées côte à côte dans une direction radiale et reliés électriquement par un point de contact 35 au niveau de la seconde face d’extrémité axiale 29a.

Le courant est alors amené à faire une boucle dans le premier sens d’orientation et à circuler depuis la seconde face d’extrémité axiale 29b vers la première face d’extrémité axiale 29a, dans la deuxième couche C2 de l’encoche E+P via le segment conducteur 30A d’une épingle conductrice 30 du premier groupe d’épingles, tel qu’illustré par la flèche F3, puis à circuler dans la jonction coudée 30C de ladite épingle conductrice 30 puis à circuler depuis la première face d’extrémité axiale 29a vers la deuxième face d’extrémité axiale 29b, dans la quatrième couche C4 de l’encoche E+2P via le segment conducteur 30B de ladite épingle conductrice 30. On constate de ce qui précède que dans l'encoche E+2P, les courants circulant dans la première couche C1 et dans la quatrième couche C4 circulent tous deux dans le même sens.

La courant circule alors successivement dans une direction opposée au premier sens d’orientation, via un point de contact 35, à un segment conducteur 31B logé dans la troisième couche C3 de l’encoche E+P puis via la jonction coudée 31C à un segment conducteur 31A de la même épingle conductrice 31 dans la première couche C1 de l’encoche E.

A ce stade, le courant est amené à circuler suite à un point de contact 35, depuis la seconde face d’extrémité axiale 29b vers la première face d’extrémité axiale 29a dans le premier sens d’orientation, dans la deuxième couche C2 de l’encoche E via un segment conducteur 32A de l’épingle de connexion 32 puis, suite à la jonction coudée 32C, depuis la première face d’extrémité axiale 29a vers la seconde face d’extrémité axiale 29b, dans la troisième couche C3 de l’encoche E+P via un segment conducteur 32B de ladite épingle de connexion 32.

La continuité du bobinage est alors réalisée, conformément à ce qui vient d’être décrit, en passant d’un segment conducteur de la première couche C1 à la troisième couche C3 et de la quatrième couche C4 à la deuxième couche C2 du côté des jonctions coudées formant partie des épingles conductrices, et en passant de la deuxième couche C2 à la première couche C1 et de la troisième couche C3 à la quatrième couche C4 par des points de contacts 35, notamment des soudures, au niveau de la seconde face d’extrémité axiale 29b, de sorte que la circulation du courant dans un même sens dans chaque encoche est réalisée.

Le courant est alors amené à circuler conformément à ce qui a été décrit précédemment, d’une épingle conductrice à l’autre, jusqu’à circuler dans l’encoche E-P au niveau de la première couche C1 dans laquelle est agencée le segment conducteur 33A de l’épingle d’alimentation 33 formant via son extrémité d’alimentation 33G la sortie de courant de la phase illustrée.

La présente invention trouve des applications en particulier dans le domaine des alternateurs, des alterno-démarreurs, des moteurs électriques ou encore des machines réversibles 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. Bobinage électrique pour une partie active, formée notamment d’un stator ou d’un rotor, de machine électrique tournante (10), la partie active comportant un corps (21) présentant une culasse (27) annulaire autour d’un axe (X) et une pluralité de dents (28) s’étendant à partir d’une face latérale de la culasse dans une direction radiale de manière à délimiter des encoches (22), lesdites encoches étant ouvertes sur une première face d’extrémité axiale (29a) et sur une seconde face d’extrémité axiale (29b) du corps ; le bobinage électrique (24) présentant au moins un système de phases comprenant plusieurs phases électriques chacune comportant un ensemble d’épingles (30, 31, 32, 33, 34) étant reliées électriquement entre elles et présentant chacune au moins un segment conducteur (30A, 30B, 31A, 31B, 32A, 32B, 33A, 34A), lesdits segments conducteurs destinés à être logés dans une même encoche forment N couches (Ci), ledit ensemble d’épingles comporte au moins une première épingle d’alimentation (33) et une seconde épingle d’alimentation (34) formant chacune une entrée ou une sortie de phase, chaque épingle d’alimentation comporte une extrémité d’alimentation (33G, 34G) s’étendant à partir du segment conducteur associé (33A, 34A) à l’extérieur de l’encoche, le bobinage étant caractérisé en ce qu’au moins une partie d’une première extrémité d’alimentation (33G) est agencée sur une périphérie intérieure du bobinage, ladite première extrémité prolongeant un segment conducteur (33A) agencé dans une couche externe et en ce qu’au moins une partie d’une deuxième extrémité d’alimentation (34G) est agencée sur une périphérie extérieure du bobinage, ladite deuxième extrémité prolongeant un segment conducteur (34A) agencé dans une couche interne, la périphérie intérieure étant plus proche de l’axe (X) que la périphérie extérieure et lesdites couches interne et externe formant des couches de bordure.
2. Bobinage électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les segments conducteurs (33A, 34A) desdites première et la deuxième épingles d’alimentation sont agencés respectivement dans la couche externe (C1) et dans la couche interne (C4) d’une même encoche (22).
3. Bobinage électrique selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première extrémité (33G) et la deuxième extrémité (34G) sont espacées, dans une direction circonférentielle, l’une par rapport à l’autre.
4. Bobinage électrique selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites première et deuxième extrémités d’alimentation (33G, 34G) présentent, chacune, une partie de liaison (33G1, 34G1) adjacente au segment conducteur (33A, 34A) associé, une partie de connexion (33G3, 34G3) destinée à être connecté à un ensemble électronique de la machine électrique et une partie de croisement (33G2, 34G2) agencée entre ladite partie de liaison et ladite partie de connexion associées, lesdites parties de liaison et de connexion d’une même extrémité d’alimentation étant opposées l’une de l’autre, dans une direction radiale par rapport à la partie de croisement de ladite même extrémité d’alimentation et les parties de croisement (33G2, 34G2) de la première et de la deuxième extrémité d’alimentation s’étendant en regard l’une de l’autre, dans une direction circonférentielle.
5. Bobinage électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les épingles (30, 31, 32, 33, 34) sont destinées à former des chignons (25a, 25b) de part et d’autre respectivement des faces d’extrémité axiale (29a, 29b) du corps de stator (21) et en ce que les parties de croisement (33G2, 34G2) sont agencées axialement à distance des chignons.
6. Bobinage électrique selon l’une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que les parties de croisement (33G2, 34G2) s’étendent entre la périphérie extérieure et la périphérie intérieure du bobinage et notamment dans une portion radialement centrale entre lesdites périphéries.
7. Bobinage électrique selon l’une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu’un premier ensemble (36), agencé sur une des périphéries du bobinage et formé d’épingles d’alimentation de différentes phases, comprend au moins une extrémité d’alimentation (33G, 34G) présentant une partie de croisement (33G2, 34G2) et au moins une autre extrémité d’alimentation (33G, 34G) ne présentant pas de partie de croisement (33G2, 34G2) et en ce qu’un second ensemble (37), agencé sur une des périphéries du bobinage différente de la périphérie du premier ensemble (36) et formé d’épingles d’alimentation de différentes phases, comprend au moins une extrémité d’alimentation (33G, 34G) présentant une partie de croisement (33G2, 34G2) et au moins une autre extrémité d’alimentation (33G, 34G) ne présentant pas de partie de croisement (33G2, 34G2).
8. Bobinage électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que dans un ensemble (36, 37) comprenant au moins trois premières extrémités (33G, 34G), uniquement deux ou une desdites extrémités présente une partie de croisement (33G2, 34G2).
9. Bobinage électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, lorsqu’un ensemble (36, 37) comprend deux extrémités d’alimentation (33G, 34G) présentant des parties de croisement (33G2, 34G2), l’extrémité d’alimentation ne présentant pas de partie de croisement est agencée circonférentiellement entre lesdites parties d’extrémité présentant une partie de croisement ; et en ce que lorsqu’un ensemble (36, 37) comprend une extrémité d’alimentation (33G, 34G) présentant une partie de croisement (33G2, 34G2), ladite extrémité d’alimentation présentant la partie de croisement est agencée circonférentiellement entre les parties d’extrémité ne présentant pas de partie de croisement.
10. Machine électrique tournante comprenant une partie active, formée notamment d’un stator ou d’un rotor, qui comporte un bobinage électrique (24) selon l’une quelconque des revendications précédentes.