FR3128330A1

FR3128330A1 - Armature magnétique à dents amovibles

Info

Publication number: FR3128330A1
Application number: FR2111137A
Authority: FR
Inventors: Francois Bernot
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-10-20
Filing date: 2021-10-20
Publication date: 2023-04-21

Abstract

Armature magnétique (44) caractérisée, par la réunion d’un bobinage (20), qui est assemblé sur un empilement dans la direction (z) de sous-armatures (33) démunies de becs (9), et de sous-armatures (32) munies de becs (9), laquelle sous-armatures (32) est caractérisée par la réunion de dents amovibles (31) sur une culasse (5). Les dents amovibles (31) sont insérées après le bobinage (20) de façon aisée, car à ce moment de l’assemblage, aucun bec d’encoche (9) n’est présent sur l’assemblage provisoire (43). Figure de l’abrégé : figure [Fig 6]

Description

Armature magnétique à dents amovibles

La présente invention concerne une armature magnétique à dents amovibles, qui permet d’augmenter le coefficient de bobinage d’une machine électrique tournante, en retirant provisoirement les champignons des dents durant l’opération de bobinage.

Le vocabulaire lié à cette invention est défini ci-après, et illustré par la figure , pour une forme d’armature (2), intégrée dans un circuit magnétique (10), de l’état de l’art, servant de support à la description de ladite invention, sans limitation à d’autres formes d’armatures et/ou de circuit magnétique.

Le plan coplanaire (x-y) ou (r-Θ) est un plan orthogonal à l’axe (z), lequel axe (z) correspond à l’axe de rotation pour l’application de ladite invention à une machine tournante. La direction polaire est une direction tangentielle dans le sens de l’axe de rotation (Θ), et orthogonale à la direction (r), dans le plan coplanaire (r-Θ). L’angle mécanique (Θ) représente l’angle dans le plan polaire (x-y), lequel plan polaire peut aussi être décrit par un repère d’axes (r-Θ).

L’armature (2) reçoit un bobinage (20) enroulé autour d’une ou plusieurs dents (4), selon l’état de l’art. L’armature (2) est placée en vis à vis d’une armature (1), afin de former un circuit magnétique (10), lequel circuit magnétique (10) est caractérisé par la réunion d’au moins deux armatures (1) et (2), et d’au moins un bobinage (20) réalisé par l’enroulement de conducteurs dans l’armature (2). L’armature (2) est formée d’un ensemble de dents (4) ayant une section transverse (Sd) dans le plan polaire (z-Θ) sensiblement constante. Lesdistes dents (4) sont surmontées chacune par un champignon (3), dont la section transverse dans le plan polaire (z-Θ) est supérieure à (Sd). Lesdits champignons (3) comportent chacun au moins un bec (9). Lesdites dents (4) sont reliées à une culasse (5). L’ensemble formé par la réunion des armatures (1) et (2) est sensiblement coplanaire dans un plan (x-y), orthogonal à un axe (z), afin de former un circuit magnétique tridimensionnel, apte à véhiculer un flux magnétique.

Le bobinage (20) est défini comme étant la réunion d’un ensemble de conducteurs électriques, isolés de l’armature (2) par un moyen d’isolement (21), lesquels conducteurs électriques sont enroulés autour des dents (4), et reçoivent un courant électrique, destiné à créer un champ magnétique au sein de l’armature (2). Le bobinage (20) peut être assemblé directement sur l’armature (2), ou indépendamment de ladite armature (2), puis inséré autour des dents (4) de ladite armature (2). Les sous-armatures (2a) peuvent être décalées angulairement les unes vis à des autres, afin de former une armature vrillée, ce qui permet de réduire le couple de crantage de la machine par exemple, comme l’état de l’art le mentionne abondamment.

La figure propose une réalisation possible (40) de l’état de l’art, où des sous-armatures (2a), sensiblement identiques, sont empilées axialement dans la direction de l’axe (z), afin de former une armature (2). Les sous-armatures (2a) peuvent être décalées angulairement l’une par rapport à l’autre.

De manière connue, une machine électrique tournante comporte, tel que décrit à la figure , au moins une armature (1) et/ou au moins une armature (2), lesquelles armatures sont agencées en vis à vis, par rapport à un entrefer mécanique (6), qui les sépare. L’une au moins des armatures reçoit un bobinage, formé par des conducteurs électriques, qui passent à l’intérieur d’encoches (8), définies par un espace situé entre les dents (4). Lesdites dents (4) comportent du côté de l’entrefer (6) un champignon (3), et du côté opposé sont solidaires d’une culasse (5), laquelle culasse (5) referme le flux magnétique circulant dans l’armature (2).

L’utilité de l’épanouissement dénommé bec d’encoche (9), au niveau du champignon (3), sur l’armature (2), est d’autoriser une concentration du flux magnétique dans la dent (4), afin de libérer de la place dans l’encoche (8). Mais en réduisant l’ouverture entre deux becs d’encoche (9) consécutifs, il devient difficile de réaliser le bobinage (20) de l’armature, et ceci particulièrement si le conducteur n’est pas suffisamment souple.

L’état de l’art présente de nombreuses machines de production, et astuces de réalisation possible des armatures (2), qui automatisent cette opération. De nombreuses solutions existent, qui proposent de rendre amovibles tout ou partie de l’ensemble dent (4) et champignon (3). L’intérêt évident avec cette astuce connue de l’homme de l’art, tel que décrit à la figure , lorsque le champignon (3) n’est pas encore monté sur la dent (4) au moment de l’opération de bobinage du ou des conducteurs dans l’encoche (8), est que l’obstacle formé par les becs d’encoche (9) n’est pas présent durant l’opération de bobinage. Le conducteur est alors bobiné à l’extérieur de l’armature, sur un support (21), pour former un bobinage (20), isolé de l’armature (2). L’ensemble bobinage (20) et support (21) est alors inséré sur la dent (4), qui maintient l’ensemble à la position idoine, afin que le champignon (3) soit inséré sur la dent (4) à sa position adéquate. L’ordre des opérations de bobinage peut être permuté, selon la disposition de l’armature (2), et le fait que la dent (4) soit aussi amovible ou non. Tout ceci est abondamment décrit dans l’état de l’art. Mais le maintien ferme du champignon (3) sur le circuit magnétique ainsi formé, n’est pas évident du tout, et la présente invention propose une solution astucieuse aux problèmes ainsi engendrés.

L’état de l’art, tel que décrit à la figure , mentionne soit une amenée directe du conducteur formant le bobinage (20) dans l’encoche (8), soit l’utilisation d’un mandrin de bobinage séparé (21), où le conducteur est bobiné séparément, pour former une bobine (20), isolée électriquement par le mandrin (21). L’ensemble formé par ledit mandrin (21) ayant reçu le bobinage (20), est ensuite inséré sur la dent (4) en glissant, puis le champignon (3) est posé sur la dent (4), où il est maintenu par un procédé de l’état de l’art.

L’état de l’art, tel que décrit à la figure , fait mention de l’insertion de l’ensemble champignon (3) et/ou dent (4) sur la culasse (5), soit par l’intermédiaire d’une queue d’aronde à la base de la dent (4) (brevet Européen EP 2 860 847 A1), soit en insérant les becs d’encoche (9) séparément (brevet EP2313959B1), soit en coupant la dent (4) en deux parties indexées (brevets WO 2015/159032 Al et EP 3 132 524 B1). Ces différents brevets connus on tous en commun le même défaut, qui est celui de la contrainte mécanique à l’interface entre les dents (4) et la culasse (5), ou entre les champignons (3) et les dents (4), selon le mode de réalisation possible proposé par l’état de l’art. En effet, les vibrations mécaniques, et la pression magnétique dans l’armature (2) sont très importantes, et engendrent une désolidarisation de l’assemblage ainsi formé, soit durant la phase d’assemblage, soit durant la vie de la machine, laquelle durée de vie se voit ainsi réduite, notamment par l’impact sur la chaîne d’isolation du bobinage (20), vis à vis de l’armature (2).

L’état de l’art, tel que décrit à la figure , présente une réalisation possible permettant de mieux comprendre la présente invention. Elle correspond à une machine électrique tournante fractionnaire, formée d’une part d’une armature tournante (1) recevant 20 pôles, et d’autre part d’une armature (2) statorique comportant 18 dents (4) et champignons (3), assemblés sur une culasse (5). L’armature (2) reçoit un ensemble de bobines (20), formant bobinage. L’armature (1) tournante, est formée de vingt groupes d’aimants Nord (1a) ou Sud (1b), assemblés alternativement sur une culasse magnétique (1c).

Les formes et dimensions des différentes parties constituant l’armature (2) sont optimisées par l’homme de l’art, pour former un circuit magnétique, ayant une longueur axiale dans la direction (z), comme le décrit la figure , par l’empilement de sous-armatures (2a) sensiblement identiques.

Dans la description de l’invention, l’armature (2) correspond au dessin optimal que l’homme de l’art apporte dans sa conception de la machine électrique, qu’il souhaite réaliser. Mais comme décrit précédemment dans l’état de l’art, cette armature (2) ne peut pas être bobinée aisément.

La présente invention propose une solution au problème précité de la fragilité de l’insertion de la dent (4) et/ou du champignon (3) sur la culasse (5). La figure illustre le mode de réalisation possible (10a) décrit dans la présente invention, où l’armature (2) est située à l’intérieur de l’armature (1), et l’entrefer (6) est cylindrique. Mais l’homme de l’art pourra aisément transposer la présente invention à la configuration (10b), décrite à la figure , où l’armature (2) est externe à l’armature (1), et l’entrefer (6) est cylindrique. Pour définir cette réalisation possible (10b), l’homme de l’art pourra utiliser à titre d’exemple une symétrie autour du cercle défini par l’entrer (6). L’homme de l’art pourra aussi aisément transposer la présente invention à la configuration (10c), décrite à la figure , où l’armature (2) est disposée latéralement à l’armature (1), et l’entrefer (6) est discoïdal.

La figure , ainsi que les figures suivantes, illustrent la présente invention dans une réalisation préférentielle de la configuration (10a), où l’armature de l’invention est interne à l’armature (1). La figure propose de séparer l’armature (2) en au moins deux sous-armatures distinctes (32) et (33), lesquelles sous-armatures sont assemblées de manière astucieuse durant l’opération de bobinage.

La sous-armature (33) est sensiblement identique à l’armature (2), à l’exception des becs d’encoche (9) qui n’apparaissent pas dans ladite sous-armature (33).

La sous-armature (32) est caractérisée par la réunion d’une part d’au moins une culasse (36), et d’autre part d’au moins une dent amovible (31). Chacune des dents amovibles (31) comportent une dent (4) et un champignon (3), lequel champignon (3) comporte au moins un bec (9). De façon préférentielle, le nombre de dents amovibles (31) est égal au nombre d’orifices (35), ménagés sur la culasse (5). La ou les dents amovibles (31) sont assemblées sur la culasse (5). La réunion de l’ensemble précité forme ainsi une armature (32) d’apparence sensiblement similaire à celle de l’armature (2).

Les dents amovibles (31) comportent chacune au moins une dent (4) et un champignon (3), et au moins un appendice (34) destiné à loger la dent amovible (31) dans la culasse (36). De façon préférentielle, les dents amovibles (31) sont sensiblement identiques. De façon préférentielle, les dents amovibles (31) comportent chacune deux becs (9) sensiblement identiques, afin d’optimiser le trajet du flux magnétique, qui les traverse.

La culasse (36) est munie d’au moins un orifice (35) destiné à recevoir au moins un appendice (34), lesquels appendices (34) permettent à au moins une dent amovible (31) d’être assemblée sur la culasse (35).

Dans une réalisation préférentielle, les orifices (35) et les appendices (34) sont en nombre égaux au nombre de dents amovibles (31). Dans une réalisation préférentielle, les orifices (35) et les appendices (34) ont une forme sensiblement complémentaire, afin de minimiser l’entrefer parasite induit à la surface de leur réunion. Dans une première réalisation préférentielle, un léger jeu mécanique d’assemblage entre les orifices (35) et les appendices (34) est ménagé, afin de faciliter le montage de l’ensemble, et d’éviter de rayer la matière des sous-armatures, ce qui produirait des courants induits parasites en présence d’un flux magnétique alternatif. Dans une deuxième réalisation possible, les orifices (35) et les appendices (34) sont insérés en force, sans jeu mécanique d’assemblage.

Les dents (31) sont posées de façon préférentielle sur la culasse (36), une fois le processus de bobinage terminé, comme cela est décrit ci-après. Dans une première réalisation préférentielle, illustrée à la figure , les dents amovibles (31) sont insérées sur la culasse (5) selon une direction d’axe sensiblement radial (r). Dans une deuxième réalisation possible les dents amovibles (31) sont insérées sur la culasse (5) selon une direction d’axe sensiblement axial (z). Dans une troisième réalisation possible les dents amovibles (31) sont insérées sur la culasse (5) selon un chemin d’amenée quelconque.

Dans la présente invention, comme le décrit la figure dans une réalisation particulière, les sous-armatures (32) et (33) sont assemblées sur un axe support optionnel (30), de forme et dimensions quelconques, adapté à sa fonction par l’homme de l’art, lequel axe support optionnel (30) relie l’ensemble ainsi formé par la réunion des sous-armatures (32) et (33). Dans une première réalisation possible, l’axe support optionnel (30) est solidaire de la carcasse statique de la machine formée, ou d’une autre partie de ladite machine. Dans une deuxième réalisation possible, l’axe support optionnel (30) est solidaire du dispositif mécanique d’entrainement tournant externe de la machine, ou d’une autre partie tournante.

Dans une première réalisation possible, l’axe support (30) ne remplit aucune fonction de guidage du flux magnétique traversant la culasse (5). Ladite première réalisation possible correspond par exemple au cas d’une armature formée de la réunion de sous-armatures (32) et (33) recevant un flux magnétique alternatif dans le temps, ce qui limite fortement la pénétration dudit flux magnétique dans l’axe support (30), si ledit axe support (30) est massif. Dans une deuxième réalisation possible, l’axe support (30) remplit partiellement ou totalement une fonction de guidage du flux magnétique traversant la culasse (5). Dans ladite deuxième réalisation possible, la culasse (5) peut réaliser la fonction d’axe support (30), en utilisant pour ledit axe support (30) un matériau ferromagnétique, la culasse (5) et l’axe support (30) ne forment alors qu’une seule et même pièce. Ladite seconde réalisation possible correspond par exemple au cas d’une armature formée de la réunion de sous-armatures (32) et (33) recevant un flux magnétique continu dans le temps, laquelle configuration permet à l’axe support (30) à recevoir du flux magnétique, si ledit axe support (30) est magnétique.

Dans la présente invention, les dents amovibles reçoivent des trous (37a) et/ou (37b), situés sensiblement en vis à vis respectivement des trous (39a) et (39b) des sous-armatures (33). Au moins un trou de maintien (39a) et/ou (39b) est ménagé sur la sous-armature (33). De façon préférentielle, les trous (39a) et (39b) sont ménagés sur les sous-armatures (33), respectivement à des positions sensiblement similaires aux trous (37a) et (37b) de l’armature (32). Au moins un trou de maintien (37a) et/ou (37b) est ménagé sur au moins une dent amovible (31), dont la fonction est de relier mécaniquement lesdites dents amovibles (31) à la sous-armature (33), en y insérant des dispositifs de maintien (38a) et/ou (38b), tel qu’illustré à la figure .

De façon préférentielle une paire de trous (37a) et (37b), et une paire de trous (39a) et (39b), sont aménagées respectivement dans chaque dent amovible (31) et dans chaque dent des sous-armatures (33). Le trou (37b) est situé à la base sur chaque dent amovible (31), du côté de la connexion à la culasse (36). Le trou (37a) est situé du côté du champignon (3). Les trous (39a) et (39b) sont situés respectivement en vis à vis des trous (37a) et (37b). L’utilisation d’une paire de trous conduit à un excellent maintient mécanique des dents amovibles sur l’armature formée par la réunion des sous-armatures (32) et (33).

Dans une autre réalisation possible, il est possible de n’utiliser que des trous (37a) / (39a), ou encore que des trous (37b) / (39b).

Dans une réalisation préférentielle, les trous de maintien (37a), et/ou (37b), et/ou (39a) et/ou (39b) sont placés sur une ligne (49) correspondant à l’axe de symétrie (37) des dents (4) dans la direction polaire (Θ). Dans une autre réalisation possible lesdits trous de maintien (37a), et/ou (37b), et/ou (39a) et/ou (39b) sont placés de façon libre.

Dans une réalisation préférentielle, les trous de maintien (37a) sont alignés avec les trous de maintien (39a), et/ou les trous de maintien (37b) sont alignés avec les trous de maintien (39b), de façon à ce que lorsque les dents amovibles (31) sont ajustées sur la culasse (36), les paires de trous (37a)/(39a) et/ou (37b)/(39b) laissent passer des dispositifs de maintien, respectivement (38a) et/ou (38b).

L’assemblage (41) illustré à la figure , présente à titre d’exemple la réunion de trois sous-armatures (32), formées de dents amovibles (31) et de culasses (5), lesquelles sous-armatures (32) sont encadrées par quatre sous-armatures (33), l’ensemble étant maintenu par au moins un dispositif de maintien (38a) et/ou (38b). L’assemblage (41) du circuit magnétique final, permettant de réaliser un circuit magnétique complet tel que (41), associé à une sous-armature (1), utilise au moins une sous-armature (33) et une sous-armature (32) et un dispositif de maintien (38a) et/ou (38b), formée d’au moins une dent amovible (31) et une culasse (36).

Il faut noter que l’assemblage (41) ne présente pas de bobinage (20), et n’a donc pour but que d’illustrer l’assemblage des sous-armatures (32) et (33) entre elles.

Les trous de maintien reçoivent des dispositifs de maintien (38a) et (38b), lesquels traversent les différentes sous-armatures (32) et (33), respectivement au niveau de leurs trous (37a) et/ou (39a) d’une part, et de leurs trous (37b) et/ou (39b) d’autre part, afin de les rendre solidaires. De la sorte l’assemblage (41) est robuste. De façon préférentielle chacun des ensembles de trous (37a) et (39a) d’une part, et (37b) et (39b) d’autre part, est traversé par au moins un dispositif de maintien, respectivement (38a) et (38b).

Dans une première réalisation préférentielle, les trous (37a) et (39a) d’une part, et les trous (37b) et (39b) d’autre part, ont respectivement une forme similaire, et/ou une dimension similaire, et/ou la même position relative sur les armatures (32) et (33). Dans une autre réalisation possible, les trous (37a) et (39a) peuvent être de forme, et/ou dimensions, et/ou positions relatives, différents entre les armatures (32) et (33). Dans une autre réalisation possible, les trous (37b) et (39b) peuvent être de forme, dimensions et positions relatives, différents entre les armatures (32) et (33).

Dans une réalisation préférentielle, les trous (37a) et (39a) sont sensiblement identiques, respectivement sur toutes les dents amovibles (31) d’une part, et sur les sous-armatures (33) d’autre part.

Dans une réalisation préférentielle, les trous (37b) et (39b) sont sensiblement identiques, respectivement sur toutes les dents amovibles (31) d’une part, et sur les sous-armatures (33) d’autre part.

La figure présente à titre d’exemple de la présente invention, l’assemblage (42), qui ne correspond pas à une étape de réalisation possible de l’assemblage du circuit magnétique (41), où quatre sous-armatures (33) sont assemblées sur l’axe support (30), sans culasses (36).

La figure présente à titre d’exemple de la présente invention, l’assemblage (43), correspondant à une étape de l’assemblage du circuit magnétique, où quatre sous-armatures (33) sont assemblées sur l’axe support (30), avec trois culasses (36) les séparant axialement sensiblement dans l’axe (z). Ledit assemblage (43) présente le positionnement d’une bobine (20) autour des dents (4) des sous-armatures (33). Ladite bobine (20) est supportée par un système d’isolation (21), qui dans une première réalisation possible est inséré préalablement sur la dent (4) de l’armature (33) à l’insertion de la bobine (20), ou dans une deuxième réalisation possible, le système d’isolation (21) est solidaire de la bobine (20) et inséré simultanément avec cette dernière sur la dent (4). Cette étape de la réalisation possible du circuit magnétique (41) met en évidence pour l’homme de l’art l’intérêt de la présente invention, car les becs d’encoche (9) n’apparaissant pas à cette étape de l’assemblage (43). Le bobinage des conducteurs (20) en direct sur l’assemblage de sous-armatures (43), et/ou le bobinage des conducteurs (20) à l’extérieur de l’assemblage (43), puis leur insertion sur les dents (4) dudit l’assemblage (43), est grandement facilité, et conduit à un taux de remplissage des encoches (8) avantageux.

La distribution relative dans la direction (z) des sous-armatures (32) et (33) est libre. Elle impacte cependant les performances de la machine réalisée, car les sous-armatures (33) sont amputées des becs (9), de qui réduit le flux magnétique qu’elles peuvent véhiculer. Il est donc intéressant d’avoir plus de sous-armatures (32) que de sous-armatures (33). Dans une réalisation préférentielle, l’assemblage (44) est formé d’une alternance d’une sous-armature (33) suivi d’au moins vingt sous-armatures (32). L’homme de l’art saura calculer la meilleure proportion et la meilleure répartition entre les sous-armatures (32) et les sous-armatures (33), afin que le flux magnétique les traversant soit optimisé, et que la tenue mécanique de l’assemblage (44) soit optimisé, les deux contraintes précédentes étant a priori antagonistes.

La figure présente à titre d’illustration de la présente invention, le circuit magnétique (44) de l’invention assemblé et bobiné avec une seule bobine (20). Les dents amovibles (31) sont insérées sur l’ensemble (43) précédemment formé, de façon préférentielle après que l’ensemble des bobinages (20) aient été placés sur les systèmes d’isolation (21), et insérés à leur place finale autour des dents (4) correspondantes, sur les sous-armatures (33). Dans une réalisation préférentielle, les dents amovibles (31) sont amenées à leur positions finale à l’intérieur de l’espace laissé libre à l’intérieur des systèmes d’isolation (21), c’est à dire entre les dents (4) de chaque sous-armature (33), en les insérant dans une direction radiale d’axe (r). Dans une réalisation préférentielle, les dents amovibles (31) sont de dimensions légèrement plus fines dans la direction polaire (Θ) et/ou la direction axiale (z), que les systèmes d’isolation (21), afin d’y rentrer en glissant. Mais dans une autre réalisation possible, lesdites les dents amovibles (31) sont de dimensions légèrement plus longues dans la direction polaire (Θ) et/ou la direction axiale (z), ou encore de dimensions égales, que les systèmes d’isolation (21) afin d’y rentrer en frottant, ce qui permet leur maintien en place une fois insérées.

Les dents amovibles (31) sont ajustées dans leur position finale, en mettant leurs appendices (34) en regard des ouvertures (35), ménagées sur les culasses (36). De façon préférentielle, une fois que le bobinage (20) est inséré dans sa totalité sur les dents des sous-armatures (33), et que les dents amovibles (31) sont insérées à leur place, pour former les sous-armatures (32), les dispositifs de maintien (38a) sont insérés respectivement dans les trous (37a) et (39a), et/ou les dispositifs de maintien (38b) sont insérés respectivement dans les trous (37b) et (39b), afin que les dents amovibles (31) soient solidaires du circuit magnétique (44) final.

Dans une première réalisation possible, les dispositifs de maintien (38a) et (38b) sont insérés en force dans au moins l’une des sous-armatures (33) et ou (32). Dans une deuxième réalisation possible, les dispositifs de maintien (38a) et (38b) sont insérés glissant libres dans au moins l’une des sous-armatures (33) et ou (32).

Dans une première réalisation possible, les dispositifs de maintien (38a) et (38b) sont arrêtés en translation dans la direction axiale (z) par des joues latérales au circuit magnétique (44) réalisé, lesquelles joues latérales sont préférentiellement isolantes de l’électricité. Dans une deuxième réalisation possible, les dispositifs de maintien (38a) et (38b) sont collés, le vernis d’imprégnation du bobinage pouvant réaliser ladite fonction de collage. Dans une troisième réalisation possible, les dispositifs de maintien (38a) et (38b) sont bloqués axialement par l’insertion en force sur au moins un des trous (37a), et/ou (37b), et/ou (39a), et/ou (39b), réalisés sur au moins une sous-armature (33) et/ou au moins une dent amovible (33).

Dans une réalisation possible astucieuse, l’assemblage (43) est n’est pas serré axialement dans la direction (z), afin de faciliter l’insertion des dents amovibles (31), puis une fois cette étape d’insertion desdites dents amovibles (31) réalisée, l’assemblage (44) est légèrement serré axialement dans la direction (z), afin de lui donner une tenue mécanique correcte.

A titre d’illustration de la présente invention, la figure présente un assemblage (45) provisoire et non-utilisé dans la réalisation possible de l’invention, où la position des dispositifs de fixation (38a) et (38b) sur l’assemblage (42) est illustrée. Il faut noter que lesdits dispositifs de fixation (38a) et (38b), de façon préférentielle, ne doivent pas être insérés à cette étape du procédé d’assemblage du circuit magnétique complet, car ils gêneraient l’insertion des dents amovibles (31).

A titre d’illustration de la présente invention, la figure décrit l’assemblage du dispositif d’isolation (21) et de la bobine (20) sur une dent (4) de l’armature (33), lors de la formation de l’assemblage (44), à partir de l’assemblage (43). Cette illustration met en avant l’avantage de la présente invention dans un procédé de bobinage d’armature de machine électrique, où le bobinage (20) et son système d’isolation (21) sont guidés par les dents (4) des sous-armatures (33) durant leur insertion dans l’assemblage (43), puis les dents amovibles (31) sont insérées dans l’espace laissé libre entre les dents fixes (4) des sous-armatures (33), et arrêtées par la mise en vis à vis des appendices (34) des dents amovibles (31), avec les orifices (35) des culasses (36).

La figure décrit à titre d’illustration de la présente invention, deux modes de calcul indépendants des positions radiales optimales des trous (39a) et (39b) ménagés sur les dents amovibles (31) et sur l’armature (33).

La figure décrit titre d’illustration de la présente invention, deux modes de calcul indépendants des positions radiales optimales des trous (37a) et (37b) ménagés sur les dents amovibles (31) et sur l’armature (33).

La figure décrit titre d’illustration de la présente invention, un cinquième mode de calcul indépendant des positions radiales optimales des trous (37a), (37b), (39a) et (39b) ménagés sur les dents amovibles (31) et sur l’armature (33).

L’homme de l’art utilise de façon connue des largeurs polaires (d1a) et (d1b) des dents (4) sensiblement constantes, afin de conserver une induction sensiblement constante dans les dents (4), ce qui permet de maximiser la section de l’encoche (8), et donc son remplissage par le bobinage. La présente invention se caractérise par un positionnement des trous (37a), (37b), (39a) et (39b) dans des zones des dents (4) défluxées, que les calculs suivants permettent de définir. Le champignon (3) et la culasse (36) doivent être adaptés en conséquence.

La position dans la direction radiale dans la direction (r) des trous (37a), (37b), (39a) et (39b), est définie par la prise en considération de la possible saturation magnétique à leur endroit, laquelle saturation magnétique entraînerait une réduction des performances. Par conséquent, si un orifice apparaît dans les dents (4), alors une saturation locale peut apparaitre, et affecter les performances de la machine réalisée. Plusieurs possibilités de calculs de la position optimale des trous (37a), (37b), (39a) et (39b) sont proposés ci-après.

La figure définit des grandeurs utilisées pour les quatre premiers modes de calcul possible de la position radiale optimale des trous (39a) et (39b), dans la sous-armature (33). La courbe (9a) définissant un côté latéral du bec de dent (9) de la dent-amovible (31) adjacente, rencontre le côté latéral adjacent (4a) de la dent (4) en un point (56a) dont la hauteur radiale est définie par la ligne (51a). La courbe (4a) définissant un côté latéral de la sous-armature (33) rencontre la culasse (5) en un point (57a) dont la hauteur radiale est définie par la ligne (52a). Il est important de noter que l’intersection entre lesdites courbes n’est pas forcément marquée par un point anguleux. Si lesdites courbes ne sont pas des portions de droites, alors le cinquième mode de calcul possible propose une alternative de calcul possible adaptée à cette situation.

Le trou (39a) est défini par la position radiale dans la direction (r) de son centre, définie par la ligne (50a), ainsi que par la ligne (54a), tangente à son point le plus proche de la culasse (5). Le trou (39b) est défini par la position radiale dans la direction (r) de son centre, défini par la ligne (53a), ainsi que par la ligne (55a), tangente à son point le plus proche de la dent (4). Dans l’éventualité où les deux becs (9) du champignon (3) de la dent amovible (31) ne sont pas identiques, l’homme de l’art considérera alors le point d’intersection (56a), le plus proche de la culasse (5). L’homme de l’art saura transposer ces définitions à des formes de trous qui ne sont pas rondes.

La distance (d2a) représente la distance entre les lignes (51a) et (50a), comptée dans le sens radial (r) allant de (51a) vers (50a), qui est donc positive dans l’illustration de la figure . La distance (d3a) représente la distance entre les lignes (53a) et (52a), comptée dans le sens radial (r) allant de (52a) vers (53a), qui est donc positive dans l’illustration de la figure .

La distance (d4a) représente la distance entre les lignes (51a) et (54a), comptée dans le sens radial (r) allant de (51a) vers (54a), qui est donc positive dans l’illustration de la figure . La distance (d5a) représente la distance entre les lignes (52a) et (55a), comptée dans le sens radial (r) allant de (52a) vers (55a), qui est donc positive dans l’illustration de la figure .

De façon symétrique pour la dent amovible (31), la figure définit des grandeurs utilisées pour les deux premiers modes de calcul de la position radiale optimale des trous (37a) et (37b). La courbe (9b) définissant un côté latéral du bec de dent (9) de la dent-amovible (31), rencontre le côté latéral adjacent (4b) de la dent (4) en un point (56b) dont la hauteur radiale est définie par la ligne (51b). La courbe (4b) définissant un côté latéral de la dent amovible (31) rencontre la culasse (5) en un point (57b) dont la hauteur radiale est définie par la ligne (52b). Il est important de noter que l’intersection entre lesdites courbes n’est pas forcément marquée par un point anguleux. Si lesdites courbes ne sont pas des portions de droites, alors le cinquième mode de calcul possible propose une alternative de calcul possible adaptée à cette situation.

Le trou (37a) est défini par la position radiale dans la direction (r) de son centre, définie par la ligne (50b), ainsi que par la ligne (54b), tangente à son point le plus proche de la culasse (5). Le trou (37b) est défini par la position radiale dans la direction (r) de son centre, défini par la ligne (53b), ainsi que par la ligne (55b), tangente à son point le plus proche de la dent (4). Dans l’éventualité où les deux becs (9) du champignon (3) de la dent amovible (31) ne sont pas identiques, l’homme de l’art considérera alors le point d’intersection (56b), le plus proche de la culasse (5). L’homme de l’art saura transposer ces définitions à des formes de trous qui ne sont pas rondes.

La distance (d2b) représente la distance entre les lignes (51b) et (50b), comptée dans le sens radial (r) allant de (51b) vers (50b), qui est donc positive dans l’illustration de la figure . La distance (d3b) représente la distance entre les lignes (53b) et (52b), comptée dans le sens radial (r) allant de (52b) vers (53b), qui est donc positive dans l’illustration de la figure .

La distance (d4b) représente la distance entre les lignes (51b) et (54b), comptée dans le sens radial (r) allant de (51b) vers (54b), qui est donc positive dans l’illustration de la figure . La distance (d5b) représente la distance entre les lignes (52b) et (55b), comptée dans le sens radial (r) allant de (52b) vers (55b), qui est donc positive dans l’illustration de la figure .

La figure définit des grandeurs utilisées pour les différents calculs de la position radiale optimale des trous (37a), (37b), (39a) et/ou (39b). Trois cercles sont tracés de part et d’autre de chacun des trous (37a), (37b), (39a) et/ou (39b). Lesdits cercles sont tangents d’un côté à leur trou adjacent, et de l’autre côté respectivement au bord de l’armature (33) pour les cercles (37b) et (39b) d’une part, et au bord de la dent amovible (31), pour les cercles (37a) et (39a) d’autre part.

Le diamètre compté dans le calcul pour chacun des cercles (D1a), et (D2a), est le diamètre minimum de chacun desdits cercles, qui permet auxdits cercles de toucher, d’une part le bord extérieur (4a) de la sous-armature (33), et d’autre part le trou (39a).

Le diamètre compté dans le calcul pour du cercle (D6a), est le diamètre minimum qui permet audit cercle (D6a) de toucher, d’une part le côté de la dent (4) situé à l’entrefer (6) de la sous-armature (33), et d’autre part le trou (39a).

Le diamètre compté dans le calcul pour chacun des cercles (D4a) et (D3a), est le diamètre minimum de chacun desdits cercles, qui permet auxdits cercles de toucher, d’une part le bord extérieur (4a) de la dent amovible (31), et d’autre part le trou (39b).

Le diamètre compté dans le calcul pour du cercle (D5a), est le diamètre minimum qui permet audit cercle (D5a) de toucher, d’une part le bord de la culasse (5) en contact avec l’arbre (30), et d’autre part le trou (39b).

Le diamètre compté dans le calcul pour chacun des cercles (D1b), et (D2b), est le diamètre minimum de chacun desdits cercles, qui permet auxdits cercles de toucher, d’une part le bord extérieur (4b) de la sous-armature (33), et d’autre part le trou (37a).

Le diamètre compté dans le calcul pour du cercle (D6b), est le diamètre minimum qui permet audit cercle (D6b) de toucher, d’une part le côté de la dent (4) situé à l’entrefer (6) de la sous-armature (33), et d’autre part le trou (37a).

Le diamètre compté dans le calcul pour chacun des cercles (D4b) et (D3b), est le diamètre minimum de chacun desdits cercles, qui permet auxdits cercles de toucher, d’une part le bord extérieur (4a) de la dent amovible (31), et d’autre part le trou (37b).

Le diamètre compté dans le calcul pour du cercle (D5b), est le diamètre minimum qui permet audit cercle (D5b) de toucher, d’une part le bord de la culasse (5) en contact avec l’arbre (30), et d’autre part le trou (37b).

La notation de ces diamètres en valeur minimale relativement à leur contact avec d’une part le bord externe de la sous-armature, et d’autre part le trou de maintien, correspond à la section de passage minimale du flux magnétique dans l’armature, laquelle section de passage définit la saturation magnétique à cet endroit, qui dans une réalisation préférentielle doit avoir la même valeur que celle au milieu de la dent (4).

Un premier mode de de calcul possible de la position optimale des trous de maintien (37a) et (39a), tel qu’illustré aux figures n°13 et n°14 est caractérisé par une valeur des distances (d2a) et (d2b) positives ou nulles :

d2a ≥ 0 et d2b ≥ 0

Un deuxième mode de de calcul possible de la position optimale des trous de maintien (37a) et (39a), tel qu’illustré aux figures n°13 et n°14 est caractérisé par une valeur des distances (d4a) et (d4b) positives ou nulles :

d4a ≥ 0 et d4b ≥ 0

Un troisième mode de de calcul possible de la position optimale des trous de maintien (37b) et (39b), tel qu’illustré aux figures n°13 et n°14 est caractérisé par une valeur des distances (d3a) et (d3b) positives ou nulles :

d3a ≥ 0 et d3b ≥ 0

Un quatrième mode de de calcul possible de la position optimale des trous de maintien (37b) et (39b), tel qu’illustré aux figures n°13 et n°14 est caractérisé par une valeur des distances (d5a) et (d5b) positives ou nulles :

d5a ≥ 0 et d5b ≥ 0

Un cinquième mode de de calcul possible de la position optimale des trous de maintien (39a) tel qu’illustré à la figure est caractérisé d’une part, par une valeur de la somme des diamètres (D1a) plus (D2a) supérieure ou égale à la largeur (d1a) de la dent (4), et d’autre part la distance (d2a) positive ou nulle :

((D1a + D2a) ≥ d1a) et (D6a ≥ 0)

En appliquant ce calcul à la dent amovible (31), on obtient pour ce cinquième mode possible de calcul :

((D1b + D2b) ≥ d1b) et (D6b ≥ 0)

Un sixième mode de de calcul possible de la position optimale des trous de maintien (39b) tel qu’illustré à la figure est caractérisé d’une part, par une valeur de la somme des diamètres (D4a) plus (D3a) supérieure ou égale à la largeur (d1a) de la dent (4), et d’autre part la distance (d3a) positive ou nulle :

((D4a + D3a) ≥ d1a) et (D5a ≥ 0)

En appliquant ce calcul à la dent amovible (31), on obtient pour ce sixième mode possible de calcul :

((D4b + D3b) ≥ d1b) et (D5b ≥ 0)

Dans une réalisation préférentielle, dans les réalisations possibles précédentes n°5 et n°6, les règles définissant les diamètres (D5a), et/ou (D5b), et/ou (D6a), et/ou (D6b) peuvent être adaptées de la façon suivante :

2 x D5a ≥ diamètre du trou 39b

2 x D5b ≥ diamètre du trou 37b

2 x D6a ≥ diamètre du trou 39a

2x D6b ≥ diamètre du trou 37a

Si les trous de maintien ne sont pas circulaires, alors les précédentes formules considèrent le diamètre du cercle le plus grand inscrit dans lesdits trous de maintien.

A titre d’illustration de la présente invention, la figure décrit pour une première réalisation possible, un appendice (34) de la dent amovibles (31), et un orifice (35) de la culasse (36), de formes sensiblement circulaires complémentaires. Le positionnement optimal d’un appendice (34) dans un orifice (35) est obtenu lorsque leurs surfaces de contact sont en vis à vis, et laissent un entrefer minimum, voire nul. Une réalisation possible astucieuse propose une forme arrondie (35a), au niveau de l’emmanchement de la dent amovible (31) avec la culasse (5), afin de permettre à la dent amovible (31) de se placer à la position angulaire adéquate, lorsque l’ensemble du circuit magnétique est monté.

A titre d’illustration de la présente invention, la figure décrit pour une deuxième réalisation possible, un appendice (34) de la dent amovible (31), et un orifice (35) de la culasse (36), de formes sensiblement coniques complémentaires. Le positionnement optimal d’un appendice (34) dans un orifice (35) est obtenu lorsque les surfaces (31c) et (31d) sont en vis à vis, et laissent un entrefer minimum, voire nul, entre elles, afin de laisser un entrefer (31e) positif, lequel entrefer (31e) correspond au jeu d’assemblage mécanique. Dans une autre réalisation possible, les surfaces (31c) et (31d) peuvent ne pas être en contact, et par conséquent présenter un entrefer, et/ou l’entrefer (31e) peut être nul.

Dans une réalisation possible particulière de la présente invention, un autre mode de calcul définit la position optimale des trous (37a)/(39a) d’une part et (37b)/(39b) d’autre part, en considérant que leur position optimale est définie par la conservation de l’induction magnétique dans tout le champignon (3) à une valeur inférieure ou égale à l’induction magnétique maximale dans la section Sd de la portion sensiblement droite de la dent (4).

La figure présente une vue en coupe du circuit magnétique de l’état de l’art, d’une machine connue (10), où le bobinage n’est représenté que partiellement.

La figure présente une vue en perspective d’une armature (2) connu de l’état de l’art, laquelle armature (2) est constituée par un empilement axial dans la direction (z) de sous-armatures (2a) sensiblement identiques.

La figure présente un procédé de l’état de l’art, de bobinage des conducteurs à l’extérieur de l’armature, où un mandrin de bobinage (21) reçoit les conducteurs formant le bobinage (20), puis le mandrin (21) est inséré sur la dent (4), et enfin le champignon (3) est inséré à sa place, sur la dent (4).

La figure présente une réalisation possible particulière (46) de l’état de l’art, où l’armature (1) est constituée de groupes (1a) d’aimants Nord (flux magnétique dirigé vers l’axe de la machine) et de groupes (1b) d’aimants Sud (flux magnétique dirigé vers l’axe de la machine), l’ensemble étant relié à une armature ferromagnétique (1c), permettant de canaliser les flux magnétiques.

Les figures , et présentent chacune une réalisation possible particulière de l’invention, selon la disposition relative des armatures (1) et (2). Dans la réalisation possible 10a, la machine de l’invention a un entrefer (6) de forme cylindrique, et l’armature (2) est interne à l’armature (1). Dans la réalisation possible 10b, la machine de l’invention a un entrefer (6) de forme cylindrique, et l’armature (2) est externe à l’armature (1). Dans la réalisation possible 10c, la machine de l’invention a un entrefer (6) de forme discoïdale, et l’armature (2) est latérale à l’armature (1).

La figure présente la réalisation possible caractérisant l’invention, par la séparation de l’armature (2) en deux sous-armatures distinctes (32) et (33), laquelle sous-armature (32) comporte au moins une dent amovible (31) et au moins une culasse (36).

La figure illustre une réalisation possible particulière de l’invention, au travers d’un assemblage (41), comportant des sous-armatures (33) assemblées avec des sous-armatures (32), l’ensemble étant maintenu par des dispositifs de maintien (38a) et (38b). L’ensemble est monté sur un axe support optionnel (30). Dans une réalisation préférentielle, le diamètre interne (Da1) de la culasse (5), et le diamètre interne (Da2) de la sous-armature (33), sont sensiblement égaux. Dans une réalisation possible particulière, le diamètre (Da2) peut être légèrement plus petit que le diamètre (Da1), de telle sorte que les sous-armatures (33) soient insérées en force sur l’axe support optionnel (30), et les culasses (5) soient insérées en glissant sur ledit axe support optionnel (30). De façon symétrique, une autre réalisation possible particulière se traduit par une insertion en force des culasses (5) et libres pour les sous-armatures (33). Dans une autre réalisation possible, les culasses (5) et les sous-armatures (33), peuvent glisser librement sur l’axe support (30), ou dans une dernière réalisation possible, lesdites culasses (5) et sous-armatures (33), peuvent être insérées en force sur l’axe support optionnel (30).

La figure illustre pour une réalisation possible particulière de l’invention, un assemblage provisoire, non-utilisé, des sous-armatures (33) sur l’axe support optionnel (30).

La figure illustre pour une réalisation possible particulière de l’invention un assemblage partiel (43) du circuit magnétique, où des sous-armatures (33) sont assemblées avec les culasses (36) sur un axe support optionnel (30). Lesdites sous-armatures (33) séparent les culasses (36) dans la direction axiale (z). Dans cet assemblage partiel (43), un dispositif d’isolation (21) recevant un bobinage (20) est inséré sur un groupe de dents (4) des sous-armatures (33).

La figure illustre pour une réalisation possible particulière de l’invention un assemblage final (44) du circuit magnétique, où les sous-armatures (32) et (33) sont assemblées sur un axe support optionnel (30), et reliées par des dispositifs de maintien (38a) et (38b), traversant respectivement dans les trous (37a) et (39a) d’une part, et d’autre part traversant les trous (37b) et (39b), des sous-armatures (32) et (33).

La figure illustre pour une réalisation possible particulière de l’invention, un assemblage (45) non-utilisé, des sous-armatures (33) sur l’axe support optionnel (30), avec les dispositifs de maintien (38a) et (38b) mis en place.

La figure illustre pour une réalisation possible particulière de l’invention, un exemple du procédé d’insertion d’un dispositif d’isolation (21) recevant une bobine (20) sur une dent (4) d’une sous-armature (33), puis l’insertion d’une dent amovible (31) sur l’ensemble ainsi formé (44).

La figure illustre pour une réalisation possible particulière de l’invention, les dimensions servant au calcul d’une position optimale des trous de maintien (39a) et (39b) des sous-armatures (33).

La figure illustre pour une réalisation possible particulière de l’invention, les dimensions servant au calcul d’une autre position optimale des trous de maintien (37a) et (37b) des dents amovibles (31).

La figure illustre pour une réalisation possible particulière de l’invention, les dimensions servant au calcul d’une autre position optimale des trous de maintien (37a), (37b), (39a) et (39b).

La figure décrit une première réalisation possible de la forme et de l’assemblage d’un appendice (34) et d’un orifice (35) de formes circulaires complémentaires.

La figure décrit une deuxième réalisation possible de la forme et de l’assemblage d’un appendice (34) et d’un orifice (35) de formes coniques complémentaires.

La figure décrit une première réalisation possible (47a) de la forme et de l’assemblage (46) de l’état de l’art, illustré à la figure , où l’armature (2) est remplacée un assemblage de sous-armatures (32) et (33) de l’invention. La sous-armature (33) n’est pas représentée sur la figure , afin de mettre en évidence les emmanchements circulaires (35a) des dents amovibles (31) sur la culasse (5).

La figure décrit une deuxième réalisation possible (47b) de la forme et de l’assemblage (46) de l’état de l’art, illustré à la figure ,où l’armature (2) est remplacée par un assemblage de sous-armatures (32) et (33) de l’invention. La sous-armature (33) n’est pas représentée sur la figure , afin de mettre en évidence les emmanchements coniques (35b) des dents amovibles (31) sur la culasse (5).

Dans l’invention telle que décrite, les différentes dimensions de l’armature (2) et des sous-armatures (32) et (33), autre que celles explicitées dans la description de l’invention, répondent aux règles de l’art connu, et n’interviennent pas dans la description de l’invention. L’homme de l’art est libre de choisir les différentes dimensions et formes qu’il souhaite pour la configuration optimale des sous-armatures.

L’invention telle que décrite s’applique de façon préférentielle à une machine électrique tournante, mais elle s’applique de façon non-exclusive à toute machine non-tournante et/ou non-électrique. L’homme de l’art saura transposer les éléments donnés dans la présente invention, aux machines non-tournantes, qu’elles soient électriques ou non.

L’invention telle que décrite s’applique à toute forme, dimension, et/ou profil de dent (4) et de champignon (3). L’homme de l’art saura adapter la description de la présente invention à d’autres configurations.

L’invention telle que décrite s’applique à toute forme et valeur de l’entrefer (6). L’entrefer (6) peut être lisse ou non . L’entrefer peut avoir une forme cylindrique, ou discoïdale, ou conique. L’entrefer (6) a une valeur permettant la rotation relative des armatures (1) et (2). Mais dans une réalisation possible particulière, l’entrefer (8) peut aussi être réduit à une valeur nulle, grâce à un ajustement glissant ou forcé, entre les armatures (1) et les sous-armatures (32)/(33). Les armatures (1) et (2), peuvent être indépendamment l’une de l’autre, fixes ou mobiles.

Dans l’invention telle que décrite, et dans une première réalisation possible, les sous-armatures (32) et (33), peuvent être constituées de tôles magnétiques sensiblement identiques, et empilées dans la direction de l’axe (z). Lesdites tôles magnétiques peuvent avoir une épaisseur axiale dans la direction (z) quelconque, mais de préférence contenue dans une fourchette allant de 0,1mm à 1mm, laquelle épaisseur dépend de la fréquence du flux magnétique traversant, le choix étant déterminé par l’état de l’art connu. Lesdites tôles magnétiques peuvent être réalisées dans un matériau ou alliage quelconque, véhiculant le flux magnétique, pris parmi la liste suivante non-exhaustive, seul ou mixé : Fer, Fer-Silicium, Nickel, Cobalt, ferrite, poudre de fer oxydée et/ou isolée compressée à froid, ou tout autre matériau véhiculant le flux magnétique. Dans une autre réalisation possible, les sous-armatures (32) et (33), sont réalisées en fer et/ou en acier massif. Dans une autre réalisation possible les éléments constituant les sous-armatures (32) et (33) peuvent mélanger plusieurs des matériaux décrits dans la liste précédente. De façon préférentielle, les matériaux utilisés par les différents éléments formant les sous-armatures (32) et (33) sont identiques, mais dans une autre réalisation possible, ils peuvent être de nature et épaisseur axiale (z) différents.

Dans l’invention telle que décrite, l’assemblage des sous-armatures (32) et (33) reçoit un bobinage (20) quelconque, lequel bobinage (20) peut être par exemple fractionnaire, et comporter des bobines enroulées autour des dents (4). Dans une autre réalisation possible, le bobinage (20) peut être par exemple polyphasé, avec des conducteurs enroulés entre plusieurs encoches consécutives, comme l’état de l’art le décrit abondamment. Le bobinage (20) passe de façon préférentielle dans les encoches (8). Le bobinage (20) est parcouru par un courant soit continu, soit alternatif dans le temps, les formes d’onde dudit courant étant de forme et d’amplitude quelconque. Le nombre de phases du bobinage (20) est quelconque. L’homme de l’art adapte son bobinage aux performances qu’il souhaite atteindre avec sa machine, selon les règles connues de dimensionnement.

Dans l’invention telle que décrite, les sous-armatures (32) et (33) peuvent assemblées de façon non-coplanaires dans le plan (x-y), par exemple vrillées, ou ondulées, ou inclinées.

Dans l’invention telle que décrite, l’axe (30) est dans une réalisation préférentielle de forme cylindrique à l’endroit où il reçoit les sous-armatures (32) et (33). Dans une réalisation préférentielle, l’axe support (30) peut être encoché, afin de permettre le blocage en rotation du circuit magnétique (44) formé par la réunion des sous-armatures (32) et (33), par des ergots (5a) ménagés sur les sous-armatures (32), et/ou des clavettes. Dans une autre réalisation possible, l’axe support (30) peut être supprimé, ou amputé d’une partie de sa longueur dans la direction (z), ou l’axe support (30) peut être scindé en deux parties. L’homme de l’art saura choisir la meilleure solution, l’axe support (30) n’ayant qu’un rôle de maintien mécanique de l’assemblage (44) réalisé, par la réunion des sous-armatures (32) et (33). L’arbre (30) est de façon préférentielle réalisé en une seule pièce, mais il peut être formé de plusieurs pièces indépendantes, reliées entre elles par un procédé de l’état de l’art.

Dans l’invention telle que décrite, l’armature (1) peut être formée d’un agencement de sous-armatures ferromagnétiques, recevant des aimants et ou des conducteurs, formant en association avec l’armature (2) une structure quelconque de machine électrique, telle que machine synchrone ou asynchrone ou à réluctance variable, ou toute autre structure de machine électrique, connue de l’état de l’art.

Dans l’invention telle que décrite, l’armature (44) formé par la réunion des sous-armatures (32) et (33) est situé dans une première réalisation possible (10a), à l’intérieur de l’armature (1), dans un plan (x-y), ladite réalisation possible correspondant à une machine cylindrique. Dans une deuxième réalisation possible (10b), l’armature (44) formé par la réunion des sous-armatures (32) et (33) est située à l’extérieur de l’armature (1), dans un plan (x-y), ladite réalisation possible correspondant à une machine cylindrique. Dans une troisième réalisation possible (10c) l’armature (2) est située à latéralement à l’armature (1) , ladite réalisation possible correspondant à une machine discoïdale. La description de l’invention a été réalisée pour l’agencement (10a), où le circuit magnétique (44) formé par la réunion des sous-armatures (32) et (33) est interne à l’armature (1), et l’entrefer est cylindrique. La transposition aux dispositions (10b) et (10c) est évidente pour l’homme de l’art, en appliquant les règles de dimensionnement citées dans la description de l’invention.

Dans l’invention telle que décrite, le fil servant à la réalisation du bobinage (20) peut être, selon l’état de l’art connu, réalisé en fil de cuivre, en fil d’aluminium, ou en tout autre matériau conducteur de l’électricité, tel que par exemple les fils destinés à la cryogénie, ou les fils en matière plastique polymère chargée. Ledit conducteur peut être de forme ronde, méplate, hexagonale, ou de toute autre forme, régulière ou irrégulière. Le conducteur peut être isolé par un vernis, une résine, une céramique, une anodisation, ou tout autre procédé de l’état de l’art.

Dans l’invention telle que décrite, le bobinage (20) est de façon préférentielle assemblé autour d’un support (21), lequel support (21) remplit une fonction de maintien mécanique et d’isolation électrique des conducteurs. Le support (21) peut être réalisé par exemple au travers d’un procédé d’impression additive. Le support (21) peut être par exemple souple ou rigide. Le support (21) peut être réalisé par exemple en céramique, ou en résine haute température, ou par un procédé de poudrage de la tôle ou de résinage.

Dans une autre réalisation possible, le bobinage (20) peut être réalisé sans utiliser de support (21), il est alors inséré directement autour des dents des sous-armatures (33), en utilisant un procédé d’isolement direct du bobinage (20), et ou des parties formant les sous-armatures (32) et/ou (33), tel que le poudrage, le résinage, ou le vernissage.

Dans l’invention telle que décrite, le circuit magnétique réalisé peut être imprégné d’un vernis, d’une résine, ou de toute autre matière connue de l’état de l’art lui permettant d’acquérir une tenue mécanique suffisante.

Dans l’invention telle que décrite, il est possible de bobiner le fil conducteur en plusieurs sous-ensembles reliés entre-eux sans couper ledit conducteur, lesquels sous-ensembles sont insérés ensemble sur l’assemblage (43). Cette réalisation possible, selon le procédé dit de la chaînette, évite d’avoir à connecter les différentes sous-bobines entre elles, une fois le bobinage posé sur l’armature.

Dans l’invention telle que décrite, le fil conducteur peut être formé de fil méplat, ou de de fil rond, ou de fil de forme quelconque, ou d’un mélange desdites formes. Le conducteur peut être réalisé en cuivre, ou en aluminium anodisé ou non anodisé.

Dans l’invention telle que décrite, les trous de maintien (37a), (37b), (39a), (39b), ainsi que les dispositifs de maintien (38ab), (38b), peuvent être, indépendamment l’un de l’autre, de forme hexagonale, cylindrique, étoilée, ronde, filetée, ou toute autre forme connue de l’état de l’art. Les dispositifs de maintien (38ab) et/ou (38b), peuvent être réalisés de façon préférentielle, en acier inoxydable, ou toute autre matière isolante, telle que fibre de verre, plastique, plastique auto-formant, ou tout autre matériau non ferromagnétique connu de l’état de l’art. Dans une autre réalisation possible, les dispositifs de maintien (38ab) et/ou (38b) peuvent être réalisés dans un matériau ferromagnétique, tel que décrit précédemment pour la réalisation possible des sous-armatures (32) et (33). Dans une autre réalisation possible, les dispositifs de maintien (38ab) et/ou (38b) peuvent être réalisés en utilisant un composite de deux matériaux différents, par exemple enroulés l’un autour de l’autre. Dans une autre réalisation possible, les dispositifs de maintien (38ab) et/ou (38b) peuvent être coulés ou moulés sur place lorsque le circuit magnétique est assemblé, en utilisant les trous (37a), (37b), (39a) et/ou (39b), comme moules.

De façon préférentielle le diamètre des trous (37a), (39a), (39b) et/ou (37b) est sensiblement supérieur à 1mm, et/ou a une valeur comprise entre 0,1 x d1a et 0,2 x d1a. Si les trous (37a), (39a), (39b) et/ou (37b) ne sont pas circulaires, alors les dimensions préférentielles précédentes concernent la plus grande dimension extérieure desdits trous.

Dans l’invention telle que décrite, les épaisseurs axiales dans la direction (z) des sous-armatures (32) et (33) sont de façon préférentielle sensiblement identiques et constantes. Mais dans une autre réalisation possible, lesdites épaisseurs axiales peuvent être différentes.

La description de l’invention s’applique à une configuration où deux armatures (1) et (2) sont placées en vis à vis autour d’un entrefer (6) commun, mais aussi à des structures où plus que deux armatures sont utilisées.

Dans une réalisation préférentielle de la présente invention, les appendices (34) ont une forme sensiblement miroir des orifices (35). Mais dans une autre réalisation possible, une distance régulière ou non peut apparaître entre les appendices (34) et les orifices (35).

Tous les éléments qui ont été présentés dans cette invention peuvent être étendus à d’autres machines électriques tournantes ou statiques, comportant un nombre quelconque de phases électriques et de pôles électromagnétiques, et ayant une structure géométrique différente. La présente invention n’est pas limitée aux exemples de réalisation possible décrits, mais s’étend à toute modification et variante évidente pour un homme du métier, tout en restant dans l’étendue de la protection définie dans les revendications annexées.

Claims

Armature magnétique (44) caractérisée, par la réunion d’au moins un bobinage (20), lequel bobinage est assemblé sur un empilement dans la direction (z) d’au moins une sous-armature (33), et au moins une sous-armature (32), laquelle sous-armature (32) est caractérisée par la réunion d’au moins une dent amovible (31) avec au moins une culasse (5).
Armature magnétique (44) selon la revendication n°1, caractérisée par la présence d’au moins un trou de maintien (37a) et/ou au moins un trou de maintien (37b) ménagés sur chaque dent amovible (31), et caractérisée par la présence d’au moins un trou de maintien (39a) et/ou au moins un trou de maintien (39b) ménagés sur chaque sous-armature (33).
Armature magnétique (44) selon la revendication n°1, caractérisée par la présence d’au moins un trou de maintien (37a) ménagés sur chaque dent amovible (31), et caractérisée par la présence d’au moins un trou de maintien (39a) ménagés sur chaque sous-armature (33).
Armature magnétique (44) selon une ou plusieurs des revendications précédentes, où les sous-armatures (33) ne comportent pas de becs (9).
Armature magnétique (44) selon la revendication précédente, où les trous de maintien (37a) sont placés sensiblement en face des trous de maintien (39a), et/ou où les trous de maintien (37b) sont placés sensiblement en face des trous de maintien (39b).
Armature magnétique (43) selon une ou plusieurs des revendications précédentes, où les culasses (5) et les sous-armatures (33) sont assemblées, avant d’avoir reçu le bobinage (20), puis elles reçoivent le bobinage (20), puis elles sont réunies par des dispositifs de maintien (38a) et/ou (38b), traversant respectivement les trous de maintien (37a) et/ou (39a) d’une part, et/ou les trous de maintien (37b) et/ou (39b) d’autre part.
Armature magnétique (44) selon une ou plusieurs des revendications précédentes, où les positions radiales des trous de maintien (39a) sont données par la formule suivante, ((D1a + D2a) ? d1a) et (D6a ? 0) et les positions radiales des trous de maintien (39b) ((D4a + D3a) ? d1a) et (D5a ? 0).
Armature magnétique (44) selon une ou plusieurs des revendications précédentes, où les diamètres des trous de maintien sont donnés par l'une des formules suivantes : 2 x D5a ? diamètre du trou 39b et/ou 2 x D5b ? diamètre du trou 37b et/ou 2 x D6a ? diamètre du trou 39a et/ou 2 x D6b ? diamètre du trou 37a
Armature magnétique (44) selon une ou plusieurs des revendications précédentes, où les orifices (37a), (37b), (39a) et (39b) sont disposés de telle façon à ce que le flux magnétique issu de la portion sensiblement droite des dents (4) ne conduise pas à une saturation locale à leur endroit.