FR3142052A1 - Stator de machine électrique tournante comportant des isthmes pliables - Google Patents

Abstract

Stator de machine électrique tournante comportant des isthme s pliable s Stator (1) de machine électrique tournante, comportant une masse statorique (3) ayant une pluralité d’encoches (10) et un bobinage disposé dans les encoches (10), le bobinage comportant des faisceaux de fils (6) ronds, au moins une encoche (10), voire chacune des encoches, comportant plusieurs fils (6) ronds se succédant circonférentiellement, et au moins une encoche (10), voire chacune des encoches, étant ouverte en direction d’un entrefer de la machine et comportant deux isthmes pliables (20) fermant partiellement l’encoche (10) correspondante. Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

Stator de machine électrique tournante comportant des isthmes pliables

La présente invention concerne les machines électriques tournantes et plus particulièrement les stators de telles machines.

Dans les stators connus, la culasse du stator ménage des encoches totalement ouvertes ou semi-ouvertes en direction de l’entrefer, de manière à permettre l’introduction de bobinages. Généralement, les encoches semi-ouvertes reçoivent des conducteurs électriques de section transversale circulaire disposés en vrac, tandis que les encoches totalement ouvertes logent des conducteurs électriques de section transversale rectangulaire, disposés de manière rangée.

Les encoches totalement ouvertes se caractérisent par le fait qu’elles débouchent dans l’alésage du stator sur toute leur largeur, alors que les encoches semi-ouvertes, qui elles aussi débouchent dans l’alésage, ne le font qu’au travers d’une ouverture significativement plus étroite. Cette restriction correspond à un élargissement local des dents qui se trouvent de part et d’autre de l’encoche ; ces parties sont communément appelées isthmes d’encoches.

Pour le maintien des conducteurs dans l’encoche, on peut utiliser, soit une cale rigide, de profil rectangulaire, qui se glisse dans des rainures spécialement aménagées à cet effet dans les dents, soit une cale souple, de type « isolant papier » au profil galbé, qui s’interpose entre les conducteurs et les isthmes.

On connait des stators dans lesquels les encoches peuvent être fermées par des cales non magnétiques. Cependant, de telles cales risquent de se détacher et de gêner le fonctionnement de la machine.

La demande de brevet EP 1 283 583 a pour objet un stator comportant des fils ayant une largeur sensiblement égale à la largeur d’encoche. Ce stator est destiné à un alternateur basse tension telle que 12 V ou 24 V.

Il existe un besoin pour bénéficier d’un stator de machine électrique tournante d’assemblage aisé permettant un remplissage efficace des encoches, tout en assurant des performances électromagnétiques satisfaisantes. Il existe également un besoin pour améliorer encore les stators de machines électriques et notamment diminuer les ondulations de couple.

L’invention vise à répondre à ce besoin et elle y parvient, selon l’un de ses aspects, grâce à un stator de machine électrique tournante, comportant une masse statorique ayant une pluralité d’encoches et un bobinage disposé dans les encoches,

le bobinage comportant des faisceaux de fils ronds, au moins une encoche, voire chacune des encoches, comportant plusieurs fils ronds se succédant circonférentiellement, et

au moins une encoche, voire chacune des encoches, étant ouverte en direction d’un entrefer de la machine et comportant deux isthmes pliables fermant partiellement l’encoche correspondante.

Le stator comporte une masse statorique qui peut être réalisée par empilement de tôles magnétiques, les encoches étant venues par découpage des tôles. La fermeture des encoches du côté de l’entrefer est obtenue par les isthmes pliables qui peuvent être venus d’un seul tenant avec le reste des tôles formant la masse statorique.

En variante, la masse statorique peut être réalisée au moins partiellement par une technique de fabrication additive, notamment par frittage de poudre et usinage. Le stator peut comporter une pluralité de galettes empilées, réalisées chacune par fabrication additive.

Le stator selon l’invention peut être dépourvu de cales magnétiques rapportées. On élimine le risque de détachement de cales de fermeture des encoches.

La présence des encoches semi-fermées par les isthmes pliables permet de renforcer mécaniquement le stator et de réduire les vibrations. On obtient un effet de crantage minimisé (en anglais «cogging torque»). Ce stator permet de réduire fortement les perturbations électromagnétiques liées à la présence des ouvertures des encoches donnant sur l’entrefer dans l’art antérieur.

En outre, du fait que les encoches sont semi-fermées par les isthmes pliables, le risque de fuite de vernis d’imprégnation vers l’entrefer est diminué. Ceci réduit la quantité de vernis ou résine perdue et les opérations de nettoyage nécessaires.

La masse statorique peut comporter des dents ménagées entre les encoches. Ainsi, chaque encoche est semi-fermée du côté de l’entrefer par deux isthmes pliables reliés à deux dents consécutives de la masse statorique.

Par « isthme pliable », on entend qu’un isthme comporte un pont de matière le reliant à la dent qui est déformable, de façon à permettre un changement dans l’orientation de l’isthme par rapport à la dent correspondante. L’isthme pliable peut être mobile entre une première position dans laquelle il s’étend dans l’alésage du stator, et une deuxième position dans laquelle il ferme partiellement l’ouverture de l’encoche, et s’étend dans le prolongement d’un bord de la dent définissant l’alésage du stator.

Les isthmes pliables sont disposés au pied de la dent correspondante. Les isthmes pliables sont d’un seul tenant avec les dents adjacentes. Chaque dent peut comporter au moins un isthme pliable, notamment deux isthmes pliables.

Deux dents consécutives sont reliées du côté opposé par une culasse. La culasse est réalisée d’un seul tenant avec les dents. Le stator est ainsi dépourvu de culasse rapportée sur une couronne dentelée.

Au moins une encoche, voire chacune des encoches, peut être ouverte en direction de l’alésage du stator. Au moins une encoche, voire chacune des encoches, peut comporter plusieurs fils ronds se succédant radialement.

Le bobinage comporte des fils ronds. Un diamètre des fils ronds peut être compris entre 0,8 et 2 mm. Le diamètre des fils est petit par rapport à la taille d’une encoche. Un rapport du diamètre de fils sur une largeur d’encoche peut être inférieur à 0,5, mieux inférieur à 0,6, encore mieux inférieur à 0,7, voir inférieur à 0,8, voir encore inférieur à 0, 9.

Les fils ronds peuvent être arrangés sensiblement en quinconce dans l’encoche correspondante.

Les encoches du stator peuvent recevoir une superposition de faisceaux correspondants à des phases différentes ; les faisceaux des différentes phases peuvent être isolés par des isolants minces, entre eux et de la masse statorique. Les faisceaux peuvent être constitués d’un nombre variable de spires ; les spires peuvent comporter une quantité variable de fils en parallèle, et ces fils en parallèle peuvent être un panachage de différents diamètres.

Au moins un isthme pliable, mieux tous les isthmes pliables peuvent avoir une longueur supérieure à 2 mm, mieux supérieure à 2,5 mm, voire supérieure à 3 mm. Au moins un isthme pliable, mieux tous les isthmes pliables peuvent avoir une longueur inférieure à 10 mm, mieux inférieure à 9 mm, voire inférieure à 8 mm. Au moins un isthme pliable, mieux tous les isthmes pliables peuvent avoir une longueur correspondant à 20 à 45% de la largeur de l’encoche. La longueur des isthmes pliables peut être assez importante, puisque dans leur position pliée, les isthmes pliables ferment presque totalement les encoches.

Au moins un isthme pliable, mieux tous les isthmes pliables, peut être relié à la dent correspondante par un pont de matière délimité par une découpe ménagée du côté de l’encoche. La présence de la découpe permet de favoriser le pliage de l’isthme pliable correspondant pour fermer partiellement l’encoche.

Lorsque l’isthme pliable est plié, il s’étend dans le prolongement du bord de la dent correspondante définissant l’alésage du stator.

La découpe peut être en section transversale de forme générale triangulaire, notamment lorsque l’isthme est déplié. La découpe forme une échancrure à la base de l’isthme pliable, qui permet de favoriser son pliage après l’insertion des fils. Elle peut être triangulaire ou de tout autre forme.

Les deux isthmes pliables fermant partiellement une encoche peuvent ménager entre eux une ouverture d’encoche. Une largeur de l’ouverture d’encoche ménagée entre les deux isthmes pliables de l’encoche peut être, lorsque les isthmes sont pliés, inférieure à 40% de la largeur de l’encoche, mieux inférieure à 30%, étant par exemple de l’ordre de 20% de la largeur de l’encoche. Ce rétrécissement de l’ouverture est particulièrement avantageux car il contribue à l’amélioration des formes d’ondes en sortie du stator.

Par exemple, une ouverture dont la largeur est légèrement supérieure à l’entrefer est un bon compromis. La largeur de l’ouverture d’encoche peut être, lorsque les isthmes sont pliés, supérieure à la largeur de l’entrefer. Dans cette configuration, la qualité du signal peut être améliorée, sans pour autant court-circuiter inutilement une partie du flux magnétique dans le stator.

Les deux isthmes pliables fermant partiellement une encoche peuvent ménager entre eux une ouverture d’encoche. Une largeur de l’ouverture d’encoche ménagée entre les deux isthmes pliables de l’encoche peut être, lorsque les isthmes sont dépliés, supérieure à 60% de la largeur de l’encoche, mieux supérieur à 70%, étant par exemple de l’ordre de 80% de la largeur de l’encoche. Pour une encoche semi-fermée connue, le rapport peut être de l’ordre de 50%.

Au moins une encoche, mieux toutes les encoches, peuvent avoir un fond plat. Le bord de l’encoche définissant le fond de l’encoche peut être au moins partiellement rectiligne.

Au moins une encoche, mieux toutes les encoches, peuvent avoir deux bords radiaux parallèles l’un à l’autre. Les encoches peuvent être de forme sensiblement rectangulaire.

Au moins une dent, mieux toutes les dents, peuvent avoir deux bords radiaux convergents en direction de l’axe de rotation de la machine.

Un rapport de la surface d’une encoche sur la section des fils de l’encoche peut être inférieur à 2,5, voire strictement inférieur à 2,5, notamment inférieur à 2,4, voire inférieur à 2,3, mieux inférieur à 2,2, étant par exemple de l’ordre de 2 seulement.

La réduction de ce ratio peut permettre au concepteur du stator de mieux optimiser la conception de celui-ci. Par exemple, pour une section de fils donnée, et à densité de flux identique dans la masse statorique, la masse de la masse statorique pourrait être réduite de l’ordre de 10%. La qualité des échanges thermiques entre les fils et la masse statorique peut en être sensiblement améliorée, ce qui peut favoriser un meilleur refroidissement des bobines.

En allégeant la dépendance dimensionnelle reliant les fils et l’ouverture d’encoche, il est possible de réduire sensiblement cette dernière et d’améliorer les performances du circuit magnétique.

Par ailleurs, l’augmentation de la densité d’occupation au sein d’une encoches est également avantageuse en ce qui concerne une étape d’imprégnation des bobines en vernis d’imprégnation. En effet, l’espace vide entre les fils est moins important grâce à l’invention, donc la quantité de vernis nécessaire pour combler ce vide est moindre. En outre, cela permet de favoriser le maintien du vernis dans les encoches jusqu’à l’étape de polymérisation. En augmentant le remplissage de l’encoche, le maintien du vernis dans l’encoche par effet de capillarité est favorisé, et le risque d’apparition de points chauds dans le bobinage est minimisé.

L’invention a encore pour objet, indépendamment ou en combinaison avec ce qui précède, une machine électrique tournante comportant un stator tel que décrit ci-dessus et un rotor.

La machine peut être un alternateur. Il peut s’agir d’un alternateur produisant une tension supérieure à 100 V, mieux supérieure à 200V, par exemple supérieure à 300 V, étant par exemple de l’ordre de 400 V ou plus.

La tension délivrée peut être alternative. Elle peut être triphasée. Les différentes phases peuvent être réparties dans les encoches. Le bobinage peut être à pas raccourci.

La puissance fournie peut être de l’ordre de quelques kVA à plusieurs MVA.

Le stator selon l’invention peut avantageusement être bobiné pour différentes tensions, fréquences, et puissances.

L’invention a encore pour objet, indépendamment ou en combinaison avec ce qui précède, un procédé de fabrication d’un stator de machine électrique tournante tel que décrit ci-dessus, dans lequel on insère des faisceaux de fils ronds dans les encoches du stator en les introduisant radialement dans les encoches correspondantes en commençant par l’une des extrémités axiales de la machine, avec une translation longitudinale.

Les faisceaux de fils peuvent être enroulés en spires fermées, dont la forme est comparable à des rectangles aux angles arrondis, formant ainsi des bobines. Il peut y avoir continuité entre les différentes bobines d’une même phase lors de la constitution des enroulements. On peut avoir soit des bobines unitaires, soit un chapelet de bobines.

Les bobines peuvent être formées sur des formes d’enroulement. Les formes d’enroulement utilisées peuvent être configurées pour guider et maintenir les faisceaux de fils, tout en gardant les têtes de bobines libres. Ainsi, l’arrangement des fils dans les faisceaux peut être bien mieux maitrisé. Les formes d’enroulement peuvent comporter des rainures pour recevoir les fils. Elles peuvent être en section transversale en forme de U. Ces rainures qui reçoivent les fils peuvent avoir une largeur équivalente, voire légèrement inférieure à la largeur d’une encoche.

Lors de l’étape d’insertion, les bobines sont introduites dans l’alésage du stator en face de leurs encoches respectives, et les fils des faisceaux sont insérés dans l’encoche au travers de l’ouverture d’encoche. L’introduction d’un faisceau se fait progressivement par égrainement des fils au travers de l’ouverture. Les diamètres des fils qui constituent le faisceau sont plus petits que la largeur d’ouverture d’encoche.

Cependant, dans la mesure où les isthmes pliables sont en position ouverte, les encoches sont presque complètement ouvertes sur l’alésage du stator. Aussi, on obtient une répartition des fils au sein des encoches beaucoup moins chaotique que dans une encoche semi-ouverte classique.

Les bobines peuvent être tout d’abord légèrement engagées dans l’alésage de la masse statorique par l’une des extrémités axiales de la machine du côté qui est opposé à leur position finale, de telle sorte que le début des faisceaux pénètre dans l’encoche entre les isthmes. Une petite partie des faisceaux se trouvent alors dans l’encoche, et le reste est en attente devant la masse statorique. Les faisceaux sont ensuite translatés longitudinalement vers le côté opposé de la masse statorique. Dans ce mouvement, la partie des faisceaux qui se trouvent hors de la masse statorique coulissent dans les encoches, et les parties avant des faisceaux qui traversent l’ouverture d’encoche finissent par déboucher à l’extrémité avale de la masse statorique. A la fin de cette translation, les faisceaux se trouvent à l’intérieur des encoches.

Au total, le remplissage d’une encoche peut être effectué par la pose des isolants de fond d’encoche, puis par l’insertion d’un premier faisceau, puis le cas échéant par la pose d’isolants d’entre-faisceaux, puis par l’insertion d’un deuxième faisceau, et enfin par la pose d’isolants de fermeture d’encoche.

Cette opération est répétée autant de fois qu’il est nécessaire pour entrer les différentes bobines.

Dans le procédé, on peut venir au préalable découper des tôles pour former la masse statorique, les tôles comportant des isthmes pliables s’étendant dans l’alésage du stator.

Lors du découpage des pôles, les isthmes sont ouverts, étant dépliés. Ils peuvent avoir des bords convergents en direction de l’axe de rotation de la machine.

Les isthmes pliables peuvent ne pas être tangentiels à l’alésage pour former la frontière entre l’intérieur de l’encoche et l’alésage central de la tôle. Leur orientation est plutôt radiale et ils s’étendent dans l’alésage. Ils sont reliés aux dents par une géométrie qui favorisera ultérieurement leur changement de position. Leur longueur peut également être assez importante, puisque dans leur future position pliée, les isthmes pliables vont fermer presque totalement les encoches. Les isthmes pliables, qui peuvent prolonger les bords radiaux des encoches dans l’alésage, le font avec un angle non nul qui permet de réduire légèrement l’ouverture d’encoche.

La masse statorique peut être formée à partir d’une bande de tôle découpée en secteurs, chaque secteur comportant une ou plusieurs encoches et/ou une ou plusieurs dents. En variante, une tôle de la masse statorique peut être formée d’une pluralité de secteurs assemblés entre eux, chaque secteur comportant une ou plusieurs encoches et/ou une ou plusieurs dents.

Un secteur peut comporter des canaux de refroidissement ou des ailettes de refroidissement. Lors du découpage, les isthmes d’un secteur peuvent être découpés entre des ailettes de refroidissement d’un autre secteur. Avant le découpage, ils peuvent ainsi être imbriqués.

Dans le procédé, au moins un isthme pliable, mieux tous les isthmes pliables, peuvent former avant pliage un angle non nul avec les bords radiaux de l’encoche correspondante. L’angle peut être compris entre 5° et 45°, mieux entre 10° et 40°, voire entre 15° et 35°, encore mieux entre 20° et 30°. L’angle peut être suffisamment faible afin de ne pas perturber l’arrangement des fils lors de leur insertion. En outre, l’angle peut être néanmoins suffisant afin de que les isthmes puissent retenir les isolants de fermeture d’encoche.

Dans le procédé, on peut venir, après l’insertion des faisceaux de fils, replier les isthmes pliables afin de tasser les fils ronds et de fermer partiellement les encoches du stator.

Les isthmes pliables sont repliés de façon à se trouver dans le prolongement des dents du stator. Le contour du stator au niveau de son alésage peut être de forme cylindrique ou sensiblement cylindrique. Une fois repliés, les isthmes pliables ne forment pas de reliefs dans l’entrefer.

Durant l’étape d’insertion, les fils disposent d’un espace plus important que l’espace de l’encoche seule. En effet, ils disposent en outre d’un espace ménagé par les isthmes ouverts avant pliage. Le pliage des isthmes force ainsi les fils à se tasser dans l’encoche, l’espace ménagé par les isthmes ouverts avant pliage n’étant alors plus disponible.

Lorsque l’on tasse les fils ronds dans l’encoche correspondante, les fils ronds peuvent s’arranger sensiblement en quinconce, étant donnée leur section circulaire. Ils sont poussés par des bords internes des isthmes. Le foisonnement des fils est réduit.

L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d’exemples de mise en œuvre non limitatifs de celle-ci, et à l’examen du dessin annexé, sur lequel :

La représente en coupe transversale, de manière schématique et partielle, une encoche d’un stator selon l’invention.

La représente en coupe transversale, de manière schématique et partielle, l’encoche de la avec les isthmes pliables dépliés.

La représente en coupe transversale, de manière schématique et partielle, l’encoche de la , en superposition avec une encoche de l’art antérieur.

La représente en coupe transversale, de manière schématique et partielle, l’encoche de la avec les isthmes pliables dépliés, en superposition avec une encoche de l’art antérieur.

La représente en coupe transversale, de manière schématique et partielle, l’encoche de la avec les isthmes pliables dépliés.

La est une vue analogue à la d’une encoche de l’art antérieur.

La est une vue analogue à la d’une variante de réalisation.

La illustre le procédé de fabrication d’un stator selon l’invention.

Description détaillée

Sur le dessin, les proportions respectives réelles des différents éléments constitutifs n’ont pas toujours été respectées, dans un souci de clarté.

On a illustré à la une encoche 10 de stator 1 de machine électrique tournante, avec une masse statorique 3 et un bobinage 5 disposé dans l’encoche 10.

Le bobinage 5 comporte des faisceaux de fils ronds 6, l’encoche 10 comportant comme illustré plusieurs fils ronds 6 se succédant circonférentiellement et radialement. Un diamètre des fils ronds 6 peut être de l’ordre de 1 mm. On voit que le diamètre des fils 6 est petit par rapport à la taille de l’encoche 10. Un rapport du diamètre d de fils sur une largeur Le d’encoche peut être de l’ordre de 10, la largeur Le de l’encoche étant d’environ 10 mm. On voit également que les fils ronds 6 sont arrangés sensiblement en quinconce dans l’encoche correspondante.

L’encoche 10 reçoit une superposition de deux faisceaux correspondants à deux phases différentes, les faisceaux des deux phases étant isolés, entre eux et de la masse statorique 3, par des isolants 12 minces.

L’encoche 10 est ouverte en direction d’un entrefer de la machine et de l’alésage du stator, et comporte deux isthmes pliables 20 la fermant partiellement. L’encoche étant venue par découpage des tôles, la fermeture des encoches du côté de l’entrefer est obtenue par les isthmes pliables 20 qui sont venus d’un seul tenant avec le reste des tôles formant la masse statorique 3.

L’encoche 10 a un fond plat. Le bord 13 de l’encoche définissant le fond de l’encoche est rectiligne, avec des coins arrondis. L’encoche 10 a également deux bords radiaux 14 parallèles l’un à l’autre. L’encoche 10 est ainsi de forme sensiblement rectangulaire.

La masse statorique 3 comporte des dents 8 ménagées entre les encoches 10. Ainsi, chaque encoche 10 est semi-fermée du côté de l’entrefer par deux isthmes pliables 20 reliés à deux dents 8 consécutives de la masse statorique 3. Les isthmes pliables 20 sont disposés au pied de la dent 8 correspondante. Les isthmes pliables 20 sont d’un seul tenant avec les dents adjacentes 8. Chaque dent 8 comporte deux isthmes pliables 20.

Chaque isthme 20 comporte un pont de matière 21 le reliant à la dent 8 qui est déformable, de façon à permettre un changement dans l’orientation de l’isthme par rapport à la dent correspondante. L’isthme pliable 20 est mobile entre une première position illustrée à la dans laquelle il s’étend dans l’alésage du stator, et une deuxième position illustrée à la dans laquelle il ferme partiellement l’ouverture de l’encoche 10, et s’étend dans le prolongement d’un bord de la dent 8 définissant l’alésage du stator.

Le pont de matière 21 est délimité par une découpe 22 ménagée du côté de l’encoche 10, laquelle permet de favoriser le pliage de l’isthme pliable 20 correspondant pour fermer partiellement l’encoche 10. La découpe 22 est dans cet exemple en section transversale de forme générale triangulaire. La découpe 22 forme une échancrure à la base de l’isthme pliable 20, qui permet de favoriser son pliage après l’insertion des fils. Elle peut être triangulaire ou de tout autre forme, comme illustré à titre d’exemple à la , où la découpe 22 est un peu plus profonde.

L’isthme pliable 20 a dans l’exemple décrit une longueur Li d’environ 4 mm, soit environ 40% de la largeur d’encoche. La longueur des isthmes pliables 20 peut être assez importante, puisque dans leur position pliée, les isthmes pliables 20 ferment presque totalement les encoches 10.

Les deux isthmes pliables 20 fermant partiellement l’encoche 10 ménagent entre eux une ouverture d’encoche 30, une largeur lf de l’ouverture 30 d’encoche ménagée entre les deux isthmes pliables 20 de l’encoche étant, lorsque les isthmes sont pliés comme illustré sur les figures 1 et 3a, de l’ordre de 20% de la largeur Le de l’encoche.

Les deux isthmes pliables 20 fermant partiellement une encoche 10 ménagent entre eux une ouverture d’encoche 35, une largeur lo de l’ouverture 35 d’encoche ménagée entre les deux isthmes pliables de l’encoche étant, lorsque les isthmes sont dépliés comme illustré à la et 3b, de l’ordre de 80% de la largeur Le de l’encoche. Pour une encoche semi-fermée connue, le rapport peut être de l’ordre de 50%, comme illustré à la .

On va maintenant décrire le procédé de fabrication du stator 1.

On vient tout d’abord découper des tôles pour former la masse statorique 3, les tôles comportant des isthmes pliables 20 s’étendant dans l’alésage du stator, comme illustré à la . Lors du découpage des pôles, les isthmes 20 sont ouverts, étant dépliés. Les isthmes pliables ne sont pas tangentiels à l’alésage pour former la frontière entre l’intérieur de l’encoche et l’alésage central de la tôle. Leur orientation est plutôt radiale et ils s’étendent dans l’alésage.

Les isthmes pliables, qui prolongent les bords radiaux des encoches dans l’alésage, le font avec un angle γ non nul qui permet de réduire l’ouverture d’encoche 35. Les isthmes pliables 20 forment ainsi avant pliage un angle γ non nul avec les bords radiaux 14 de l’encoche 10. L’angle γ est de l’ordre de 22°.

Par la suite, on insère des faisceaux de fils ronds 6 dans les encoches 10 du stator en les introduisant radialement dans les encoches correspondantes en commençant par l’une des extrémités axiales de la machine, avec une translation longitudinale, comme illustré sur la . Dans la mesure où les isthmes pliables 20 sont en position ouverte, les encoches sont presque complètement ouvertes sur l’alésage du stator. Aussi, on obtient une répartition des fils au sein des encoches beaucoup moins chaotique que dans une encoche semi-ouverte classique, comme illustré à la .

Les bobines peuvent être tout d’abord légèrement engagées dans l’alésage de la masse statorique par l’une des extrémités axiales de la machine du côté qui est opposé à leur position finale, de telle sorte que le début des faisceaux pénètre dans l’encoche entre les isthmes. Une petite partie des faisceaux se trouvent alors dans l’encoche, et le reste est en attente devant la masse statorique. Les faisceaux sont ensuite translatés longitudinalement vers le côté opposé de la masse statorique. Dans ce mouvement, la partie des faisceaux qui se trouvaient hors de la masse statorique, coulissent dans les encoches, et les parties avant des faisceaux qui traversaient l’ouverture d’encoche finissent par déboucher à l’extrémité avale de la masse statorique. A la fin de cette translation, les faisceaux se trouvent à l’intérieur des encoches.

Au total, le remplissage d’une encoche 10 est effectué par la pose des isolants 12 de fond d’encoche, puis par l’insertion d’un premier faisceau, puis le cas échéant par la pose d’isolants d’entre-faisceaux, puis par l’insertion d’un deuxième faisceau, et enfin par la pose d’isolants de fermeture d’encoche.

On vient, après l’insertion des faisceaux de fils 6, replier les isthmes pliables 20 afin de tasser les fils 6 ronds et de fermer partiellement les encoches 10 du stator 1, pour obtenir la configuration de la .

Les isthmes pliables 20 sont repliés de façon à se trouver dans le prolongement des dents 8 du stator 1. Le contour du stator 1 au niveau de son alésage est de forme cylindrique ou sensiblement cylindrique. Une fois repliés, les isthmes pliables 20 ne forment pas de reliefs dans l’entrefer.

Durant l’étape d’insertion, les fils 6 disposent d’un espace plus important que l’espace de l’encoche 10 seule. En effet, ils disposent en outre d’un espace ménagé par les isthmes ouverts 20 avant pliage. Le pliage des isthmes 20 force ainsi les fils 6 à se tasser dans l’encoche, l’espace ménagé par les isthmes ouverts avant pliage n’étant alors plus disponible.

Lorsque l’on tasse les fils 6 ronds dans l’encoche correspondante, les fils ronds peuvent s’arranger sensiblement en quinconce, étant donnée leur section circulaire. Ils sont poussés par des bords internes des isthmes. Le foisonnement des fils est réduit.

Claims (15)

1. Stator (1) de machine électrique tournante, comportant une masse statorique (3) ayant une pluralité d’encoches (10) et un bobinage disposé dans les encoches (10),
   le bobinage comportant des faisceaux de fils (6) ronds, au moins une encoche (10), voire chacune des encoches, comportant plusieurs fils (6) ronds se succédant circonférentiellement, et
   au moins une encoche (10), voire chacune des encoches, étant ouverte en direction d’un entrefer de la machine et comportant deux isthmes pliables (20) fermant partiellement l’encoche (10) correspondante.
2. Stator selon la revendication précédente, au moins un isthme pliable, mieux tous les isthmes pliables (20) ayant une longueur (Li) supérieure à 2 mm.
3. Stator selon l’une des revendications précédentes, au moins un isthme pliable (20), mieux tous les isthmes pliables, étant relié à la dent correspondante par un pont de matière (21) délimité par une découpe (22) ménagée du côté de l’encoche (10).
4. Stator selon la revendication précédente, la découpe (22) étant en section transversale de forme générale triangulaire, notamment lorsque l’isthme (20) est déplié.
5. Stator selon l’une des revendications précédentes, les deux isthmes pliables (20) fermant partiellement une encoche (10) ménagent entre eux une ouverture (30) d’encoche, une largeur de l’ouverture d’encoche ménagée entre les deux isthmes pliables de l’encoche étant, lorsque les isthmes sont pliés, inférieure à 40% de la largeur de l’encoche, mieux inférieure à 30%, étant par exemple de l’ordre de 20% de la largeur de l’encoche.
6. Stator selon l’une des revendications précédentes les deux isthmes pliables (20) fermant partiellement une encoche (10) ménagent entre eux une ouverture (35) d’encoche, une largeur de l’ouverture d’encoche ménagée entre les deux isthmes pliables de l’encoche étant, lorsque les isthmes sont dépliés, supérieure à 60% de la largeur de l’encoche, mieux supérieur à 70%, étant par exemple de l’ordre de 80% de la largeur de l’encoche.
7. Stator selon l’une des revendications précédentes, au moins une encoche (10), mieux toutes les encoches, ayant un fond plat (13).
8. Stator selon l’une des revendications précédentes, au moins une encoche (10), mieux toutes les encoches, ayant deux bords radiaux (14) parallèles l’un à l’autre.
9. Stator selon l’une des revendications précédentes, au moins une dent (8), mieux toutes les dents, ayant deux bords radiaux convergents en direction de l’axe de rotation de la machine.
10. Stator selon l’une des revendications précédentes, un rapport de la surface d’une encoche (10) sur la section des fils de l’encoche étant inférieur à 2,5, voire strictement inférieur à 2,5, notamment inférieur à 2,4, voire inférieur à 2,3, mieux inférieur à 2,2.
11. Machine électrique tournante (1) comportant un stator (2) selon l’une des revendications précédentes et un rotor.
12. Procédé de fabrication d’un stator de machine électrique tournante selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel on insère des faisceaux de fils (6) ronds dans les encoches du stator en les introduisant radialement dans les encoches correspondantes en commençant par l’une des extrémités axiales de la machine, avec une translation longitudinale.
13. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel on vient au préalable découper des tôles pour former la masse statorique (3), les tôles comportant des isthmes pliables (20) s’étendant dans l’alésage du stator.
14. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel au moins un isthme pliable (20), mieux tous les isthmes pliables, forment avant pliage un angle (γ) non nul avec les bords radiaux (14) de l’encoche (10) correspondante.
15. Procédé selon l’une des trois revendications précédentes, dans lequel on vient, après l’insertion des faisceaux de fils (6), replier les isthmes pliables (20) afin de tasser les fils (6) ronds et de fermer partiellement les encoches (10) du stator.