FR3143900A1 - Stator for rotating electric machine with axial flux and rotating electric machine - Google Patents

Stator for rotating electric machine with axial flux and rotating electric machine Download PDF

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FR3143900A1
FR3143900A1 FR2214003A FR2214003A FR3143900A1 FR 3143900 A1 FR3143900 A1 FR 3143900A1 FR 2214003 A FR2214003 A FR 2214003A FR 2214003 A FR2214003 A FR 2214003A FR 3143900 A1 FR3143900 A1 FR 3143900A1
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axial flux
electrical machine
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Lorenzo PISCINI
Jean Claude Mipo
Geoffrey DEVORNIQUE
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Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
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Abstract

L’invention porte sur un stator (2) pour machine électrique tournante (1) à flux axial comprenant un rotor (3) ayant un axe de rotation (A) et ayant un premier nombre (p) de pôles de rotor, un pas polaire étant défini comme l’angle (27) entre des pôles (24) de rotor (3) adjacents, le stator (2) comprenant un deuxième nombre (m) de phases, chaque phase occupant au moins un secteur de stator élémentaire (20) distinct, chaque secteur de stator élémentaire (20) comprenant un enroulement de phase (9) enroulé autour d’un noyau élémentaire (4), des dents (5) étant formées dans le noyau élémentaire (4) de chacun des secteurs de stator élémentaires (20), les dents (5) étant séparées par des encoches (14) dans lesquels est logé l’enroulement de phase (9), chaque noyau élémentaire (4) comprenant une première encoche d’extrémité (34) et une deuxième encoche d’extrémité (35), la première encoche d’extrémité (34) et la deuxième encoche d’extrémité (35) étant, parmi les encoches (14) d’un noyau élémentaire (4), les encoches (14) circonférentiellement les plus éloignées l’une de l’autre. L’invention porte également sur une machine électrique tournante (1) à flux axial comprenant un tel stator. Figure pour l’abrégé : Figure 1The invention relates to a stator (2) for a rotating electrical machine (1) with axial flux comprising a rotor (3) having an axis of rotation (A) and having a first number (p) of rotor poles, a polar pitch being defined as the angle (27) between adjacent rotor (3) poles (24), the stator (2) comprising a second number (m) of phases, each phase occupying at least one elementary stator sector (20) distinct, each elementary stator sector (20) comprising a phase winding (9) wound around an elementary core (4), teeth (5) being formed in the elementary core (4) of each of the elementary stator sectors (20), the teeth (5) being separated by notches (14) in which the phase winding (9) is housed, each elementary core (4) comprising a first end notch (34) and a second notch end notch (35), the first end notch (34) and the second end notch (35) being, among the notches (14) of an elementary core (4), the notches (14) circumferentially the further away from each other. The invention also relates to a rotating electric machine (1) with axial flux comprising such a stator. Figure for abstract: Figure 1

Description

Stator pour machine électrique tournante à flux axial et machine électrique tournanteStator for rotating electric machine with axial flux and rotating electric machine

L’invention porte sur un stator pour machine électrique tournante à flux axial ainsi que sur une machine électrique tournante à flux axial équipé d’un tel stator.The invention relates to a stator for a rotating axial flux electrical machine as well as to a rotating axial flux electrical machine equipped with such a stator.

Il est connu de la demande WO2020208425A1 machine électrique tournante comprenant un stator et un rotor ayant un axe de rotation (A) et ayant un premier nombre de pôles de rotor, le stator comprenant un deuxième nombre de phases, chaque phase occupant au moins un secteur de stator élémentaire distinct, chaque secteur de stator élémentaire comprenant un enroulement de phase enroulé autour d’un noyau élémentaire, des dents orientées radialement vers le rotor et étant formées dans le noyau élémentaire de chacun des secteurs de stator élémentaires, les dents étant séparées par des encoches dans lesquels est logé l’enroulement de phase.It is known from application WO2020208425A1 rotating electric machine comprising a stator and a rotor having an axis of rotation (A) and having a first number of rotor poles, the stator comprising a second number of phases, each phase occupying at least one sector of distinct elementary stator, each elementary stator sector comprising a phase winding wound around an elementary core, teeth oriented radially towards the rotor and being formed in the elementary core of each of the elementary stator sectors, the teeth being separated by notches in which the phase winding is housed.

Une telle machine à flux radial présente l’inconvénient de générer du bruit et des vibrations dus à une distribution asymétrique des efforts radiaux générés dans la machine électrique tournante. Il est possible de réduire le bruit et les vibrations en utilisant un nombre de secteur de stator élémentaires mais en réduisant le couple de la machine électrique tournante.Such a radial flow machine has the disadvantage of generating noise and vibrations due to an asymmetrical distribution of the radial forces generated in the rotating electrical machine. It is possible to reduce noise and vibrations by using a basic number of stator sectors but reducing the torque of the rotating electrical machine.

La présente invention vise à résoudre tout ou partie de ces inconvénients.The present invention aims to resolve all or part of these drawbacks.

L’invention porte sur un stator pour machine électrique tournante à flux axial comprenant un rotor ayant un axe de rotation et ayant un premier nombre de pôles de rotor, un pas polaire étant défini comme l’angle entre des pôles de rotor adjacents, le stator comprenant un deuxième nombre de phases, chaque phase occupant au moins un secteur de stator élémentaire distinct, chaque secteur de stator élémentaire comprenant un enroulement de phase enroulé autour d’un noyau élémentaire, des dents étant formées dans le noyau élémentaire de chacun des secteurs de stator élémentaires, les dents étant séparées par des encoches dans lesquels est logé l’enroulement de phase, chaque noyau élémentaire comprenant une première encoche d’extrémité et une deuxième encoche d’extrémité, la première encoche d’extrémité et la deuxième encoche d’extrémité étant, parmi les encoches d’un noyau élémentaire, les encoches circonférentiellement les plus éloignées l’une de l’autre.A stator for a rotating axial flux electrical machine includes a rotor having an axis of rotation and having a first number of rotor poles, a polar pitch being defined as the angle between adjacent rotor poles, the stator comprising a second number of phases, each phase occupying at least one distinct elementary stator sector, each elementary stator sector comprising a phase winding wound around an elementary core, teeth being formed in the elementary core of each of the sectors of elementary stators, the teeth being separated by notches in which the phase winding is housed, each elementary core comprising a first end notch and a second end notch, the first end notch and the second end notch end being, among the notches of an elementary core, the notches circumferentially furthest from each other.

Un tel stator permet d’augmenter la puissance massique de la machine électrique tournante en augmentant le nombre de pôles du rotor sans réduire la largeur des dents.Such a stator makes it possible to increase the specific power of the rotating electrical machine by increasing the number of poles of the rotor without reducing the width of the teeth.

Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, un angle de décalage est défini entre la première encoche d’extrémité et la deuxième encoche d’extrémité de deux secteurs de stator élémentaires adjacents, l’angle de décalage étant supérieur au pas polaire.According to an additional characteristic of the invention, an offset angle is defined between the first end notch and the second end notch of two adjacent elementary stator sectors, the offset angle being greater than the polar pitch.

Un tel angle de décalage permet de réduire l’amplitude des harmoniques et donc de réduire le bruit de la machine électrique tournante.Such an offset angle makes it possible to reduce the amplitude of the harmonics and therefore to reduce the noise of the rotating electrical machine.

Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention l’angle de décalage D est égal à :
D=(360-τp(Ne-n))/n,
τp étant le pas polaire,
Ne étant le nombre total d’encoches,
n étant le nombre de secteurs de stator élémentaires.According to an additional characteristic of the invention, the offset angle D is equal to:
D=(360-τp(Ne-n))/n,
τp being the polar pitch,
Not being the total number of notches,
n being the number of elementary stator sectors.

Un tel angle de décalage permet d’augmenter le nombre de pôles du rotor sans réduire la largeur des dents.Such an offset angle makes it possible to increase the number of rotor poles without reducing the width of the teeth.

Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, un troisième nombre défini par l’expression D/(360/m) est un nombre entier, m étant le deuxième nombre de phases.According to an additional characteristic of the invention, a third number defined by the expression D/(360/m) is an integer, m being the second number of phases.

Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, chaque enroulement de phase comprend des spires dont l’axe est parallèle à l’axe de rotation.According to an additional characteristic of the invention, each phase winding comprises turns whose axis is parallel to the axis of rotation.

Une telle caractéristique permettent de faciliter l’enroulement des enroulements autour des noyaux élémentaires. Le prix de la machine électrique tournante est ainsi réduit.Such a characteristic makes it easier to wind the windings around the elementary cores. The price of the rotating electric machine is thus reduced.

Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, chaque enroulement de phase comprend des bobines enroulées chacune autour d’une dent, les bobines étant connectées en série ou en parallèle.According to an additional characteristic of the invention, each phase winding comprises coils each wound around a tooth, the coils being connected in series or in parallel.

Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, chaque dent comprend un bord radialement externe et un bord radialement interne, et chaque enroulement de phase comprend un conducteur électrique, le conducteur électrique passant successivement dans les différentes encoches adjacentes d’un secteur de stator élémentaire, le conducteur passant entre les encoches alternativement autour du bord radialement externe et du bord radialement interne.According to an additional characteristic of the invention, each tooth comprises a radially outer edge and a radially inner edge, and each phase winding comprises an electrical conductor, the electrical conductor passing successively through the different adjacent notches of an elementary stator sector, the conductor passing between the notches alternately around the radially outer edge and the radially inner edge.

Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention le conducteur électrique de chaque enroulement de phase passe plusieurs fois dans chaque encoche, la première encoche d’extrémité et/ou la deuxième encoche d’extrémité formant des encoches de retour permettant d’avoir un sens de courant unique dans chacune des encoches.According to an additional characteristic of the invention, the electrical conductor of each phase winding passes several times in each notch, the first end notch and/or the second end notch forming return notches making it possible to have a sense of single current in each of the slots.

De tels enroulements passant dans des encoches de retour permettent d’améliorer l’utilisation de la masse magnétique des noyaux élémentaires. Le couple de la machine électrique tournante est ainsi amélioré.Such windings passing through return slots make it possible to improve the use of the magnetic mass of the elementary cores. The torque of the rotating electric machine is thus improved.

Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, chaque enroulement de phase comprend des spires dont l’axe est orthoradial.According to an additional characteristic of the invention, each phase winding comprises turns whose axis is orthoradial.

De tels enroulements permettent de réduire la taille des dents. Les fuites magnétiques traversant l’encoche sont alors réduites. Le couple de la machine électrique tournante est ainsi amélioré.Such windings make it possible to reduce the size of the teeth. Magnetic leaks passing through the notch are then reduced. The torque of the rotating electric machine is thus improved.

Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, les dents comprennent des premières dents et des deuxièmes dents, les premières dents étant formées d’un premier coté du noyau élémentaire et les deuxièmes dents étant formées d’un deuxième côté du noyau élémentaire, le deuxième côté étant opposé axialement au premier côté.According to an additional characteristic of the invention, the teeth comprise first teeth and second teeth, the first teeth being formed on a first side of the elementary core and the second teeth being formed on a second side of the elementary core, the second side being axially opposite the first side.

Un tel stator permet l’utilisation de deux rotors. Le couple de la machine tournante peut ainsi être augmenté.Such a stator allows the use of two rotors. The torque of the rotating machine can thus be increased.

Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, le noyau élémentaire comprend un élément de séparation, notamment un élément de séparation réalisé dans un matériau amagnétique, axialement entre les premières dents et les deuxièmes dents.According to an additional characteristic of the invention, the elementary core comprises a separation element, in particular a separation element made of a non-magnetic material, axially between the first teeth and the second teeth.

Un tel élément de séparation permet de découpler électromagnétiquement les premières dents et les deuxièmes dents. Un disfonctionnement électrique sur un du premier côté ou du deuxième côté n’affectera pas le fonctionnement sur l’autre du premier côté et du deuxième côté. La fiabilité de machine électrique tournante sera ainsi améliorée.Such a separation element makes it possible to electromagnetically decouple the first teeth and the second teeth. An electrical malfunction on one of the first side or the second side will not affect the operation on the other of the first side and the second side. The reliability of rotating electrical machines will thus be improved.

Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, les dents comprennent, à leur extrémité axiale apte à faire face au rotor, au moins une aile s’étendant circonférentiellement dans la direction d’une dent adjacente, une première distance entre l’aile et la dent adjacente étant inférieure à une largeur de l’encoche entre la dent comprenant l’aile et la dent adjacente.According to an additional characteristic of the invention, the teeth comprise, at their axial end capable of facing the rotor, at least one wing extending circumferentially in the direction of an adjacent tooth, a first distance between the wing and the adjacent tooth being less than a width of the notch between the tooth comprising the wing and the adjacent tooth.

De telles ailes permettent de réduire les fuites magnétiques entre le rotor et le stator. De plus, l’espace entre les dents est réduit. Les fluctuations du champ magnétique entre le rotor et le stator sont en conséquence réduites. Le rendement de la machine électrique tournante est ainsi amélioré.Such wings make it possible to reduce magnetic leakage between the rotor and the stator. In addition, the space between the teeth is reduced. Fluctuations in the magnetic field between the rotor and stator are consequently reduced. The efficiency of the rotating electric machine is thus improved.

Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, les noyaux élémentaires adjacents sont séparés par une barrière de flux, notamment une barrière de flux réalisée dans un matériau amagnétique, notamment une barrière de flux réalisée dans un matériau plastique.According to an additional characteristic of the invention, the adjacent elementary cores are separated by a flow barrier, in particular a flow barrier made of a non-magnetic material, in particular a flow barrier made of a plastic material.

De telles barrières de flux permettent de réduire la masse du stator et donc de la machine électrique tournante. De plus de telles barrières magnétiques permettent de réduire les fuites magnétiques entre les phases. Le rendement de la machine électrique tournante est ainsi amélioré.Such flow barriers make it possible to reduce the mass of the stator and therefore of the rotating electrical machine. In addition, such magnetic barriers make it possible to reduce magnetic leaks between phases. The efficiency of the rotating electric machine is thus improved.

L’invention porte également sur une machine électrique tournante à flux axial comprenant :
- un stator tel que décrit précédemment,
- un rotor faisant face axialement au stator.The invention also relates to a rotating electric machine with axial flux comprising:
- a stator as described previously,
- a rotor facing axially to the stator.

La machine électrique tournante peut comprendre un composant électronique de puissance, apte à être connecté au réseau de bord d’un véhicule. Ce composant électronique de puissance comprend par exemple un onduleur/redresseur permettant, selon que la machine électrique tournante fonctionne en moteur ou en génératrice, de charger un réseau de bord du véhicule ou d’être électriquement alimenté depuis ce réseau.The rotating electrical machine may include an electronic power component, capable of being connected to the on-board network of a vehicle. This electronic power component includes for example an inverter/rectifier allowing, depending on whether the rotating electric machine operates as a motor or generator, to charge an on-board network of the vehicle or to be electrically supplied from this network.

L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d’exemples non limitatifs de mise en œuvre de celle-ci et à l’examen du dessin annexé sur lequel :
- la représente une vue schématique partielle d’un stator selon un premier mode de réalisation de l’invention,
- la représente une autre vue schématique partielle du stator de la ,
- la représente une vue schématique partielle d’un stator selon un deuxième mode de réalisation de l’invention,
- la représente une vue schématique partielle d’un stator selon un troisième mode de réalisation de l’invention,
- la représente une vue schématique partielle d’un stator selon un quatrième mode de réalisation de l’invention,
- la représente une vue schématique partielle éclatée d’une machine électrique tournante comprenant le stator de la ,
- la représente une vue schématique partielle d’un enroulement de phase du stator de la ,
- la représente une vue schématique partielle d’une machine électrique tournante comprenant deux stators selon le quatrième mode de réalisation de l’invention,
- la représente une vue schématique partielle d’une machine électrique tournante comprenant un stator selon un cinquième mode de réalisation de l’invention,
- la représente une vue schématique partielle d’une machine électrique tournante comprenant un stator selon un sixième mode de réalisation de l’invention.The invention can be better understood on reading the description which follows of non-limiting examples of its implementation and on examining the appended drawing in which:
- there represents a partial schematic view of a stator according to a first embodiment of the invention,
- there represents another partial schematic view of the stator of the ,
- there represents a partial schematic view of a stator according to a second embodiment of the invention,
- there represents a partial schematic view of a stator according to a third embodiment of the invention,
- there represents a partial schematic view of a stator according to a fourth embodiment of the invention,
- there represents a partial exploded schematic view of a rotating electrical machine comprising the stator of the ,
- there represents a partial schematic view of a phase winding of the stator of the ,
- there represents a partial schematic view of a rotating electric machine comprising two stators according to the fourth embodiment of the invention,
- there represents a partial schematic view of a rotating electric machine comprising a stator according to a fifth embodiment of the invention,
- there represents a partial schematic view of a rotating electrical machine comprising a stator according to a sixth embodiment of the invention.

Sur toutes les figures, les éléments identiques ou assurant la même fonction portent les mêmes numéros de référence. Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation ou que les caractéristiques s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.In all figures, identical elements or elements performing the same function bear the same reference numbers. The following achievements are examples. Although the description refers to one or more embodiments, this does not necessarily mean that each reference relates to the same embodiment or that the characteristics only apply to a single embodiment. Simple features of different embodiments may also be combined or interchanged to provide other embodiments.

Les adjectifs numéraux ordinaux sont utilisés pour différencier les caractéristiques. Ils ne définissent pas la position d'une caractéristique. Par conséquent, par exemple, une troisième caractéristique d'un produit ne signifie pas que le produit possède une première et/ou une deuxième caractéristique.Ordinal numeral adjectives are used to differentiate characteristics. They do not define the position of a feature. Therefore, for example, a third characteristic of a product does not mean that the product has a first and/or second characteristic.

La représente une vue partielle schématique d’un stator 2 selon un premier mode de réalisation de l’invention pour machine électrique tournante 1 à flux axial. La machine électrique tournante 1 comprend en outre un rotor 3, non représenté sur la , ayant un axe de rotation A. Le rotor 3 a un premier nombre p de pôles 24 de rotor 3.There represents a schematic partial view of a stator 2 according to a first embodiment of the invention for a rotating electric machine 1 with axial flux. The rotating electric machine 1 further comprises a rotor 3, not shown on the , having an axis of rotation A. The rotor 3 has a first number p of poles 24 of rotor 3.

Au sens de l’invention, sauf en cas de précision contraire, les termes radial et radialement s’entendent par rapport à l’axe de rotation A. Au sens de l’invention, sauf en cas de précision contraire, les termes axial, axialement, longitudinal et longitudinalement signifient dans la direction de l’axe de rotation A.For the purposes of the invention, unless otherwise specified, the terms radial and radially are understood relative to the axis of rotation A. For the purposes of the invention, unless otherwise specified, the terms axial, axially, longitudinally and longitudinally mean in the direction of the axis of rotation A.

Comme représenté sur la , un pas polaire est défini comme l’angle 27 entre des pôles 24 de rotor 3 adjacents. Le stator 2 comprend un deuxième nombre m de phases. Chaque phase occupe au moins un secteur de stator élémentaire 20 distinct. Chaque secteur de stator élémentaire 20 comprend un enroulement de phase 9 enroulé autour d’un noyau élémentaire 4. Des dents 5 sont formées dans le noyau élémentaire 4 de chacun des secteurs de stator élémentaires 20. Les dents 5 sont séparées par des encoches 14 dans lesquels est logé l’enroulement de phase 9. Chaque noyau élémentaire 4 comprend une première encoche d’extrémité 34 et une deuxième encoche d’extrémité 35. La première encoche d’extrémité 34 et la deuxième encoche d’extrémité 35 sont, parmi les encoches 14 d’un noyau élémentaire 4, les encoches 14 circonférentiellement les plus éloignées l’une de l’autre.As shown on the , a polar pitch is defined as the angle 27 between adjacent rotor 3 poles 24. The stator 2 comprises a second number m of phases. Each phase occupies at least one distinct elementary stator sector 20. Each elementary stator sector 20 comprises a phase winding 9 wound around an elementary core 4. Teeth 5 are formed in the elementary core 4 of each of the elementary stator sectors 20. The teeth 5 are separated by notches 14 in which is housed the phase winding 9. Each elementary core 4 comprises a first end notch 34 and a second end notch 35. The first end notch 34 and the second end notch 35 are, among the notches 14 of an elementary core 4, the notches 14 circumferentially furthest from each other.

Par exemple, le stator comprend six enroulements de phase 9 enroulés autour d’un noyau élémentaire 4.For example, the stator includes six phase windings 9 wound around an elementary core 4.

La représente une autre vue du stator 2 selon le premier mode de réalisation de l’invention. Un angle de décalage D peut être défini entre la première encoche d’extrémité 34 et la deuxième encoche d’extrémité 35 de deux secteurs de stator élémentaires 20 adjacents. L’angle de décalage D est par exemple supérieur au pas polaire.There represents another view of the stator 2 according to the first embodiment of the invention. An offset angle D can be defined between the first end notch 34 and the second end notch 35 of two adjacent elementary stator sectors 20. The offset angle D is for example greater than the polar pitch.

Par exemple l’angle de décalage D est égal à :
D=(360-τp(Ne-n))/n,
τp étant le pas polaire,
Ne étant le nombre total d’encoches,
n étant le nombre de secteurs de stator élémentaires 20.For example, the offset angle D is equal to:
D=(360-τp(Ne-n))/n,
τp being the polar pitch,
Ne being the total number of notches,
n being the number of elementary stator sectors 20.

Par exemple, un troisième nombre défini par l’expression D/(360/m) est un nombre entier, m étant le deuxième nombre de phases.For example, a third number defined by the expression D/(360/m) is an integer, m being the second number of phases.

Par exemple, chaque enroulement de phase 9 comprend des spires dont l’axe est parallèle à l’axe de rotation A.For example, each phase winding 9 includes turns whose axis is parallel to the axis of rotation A.

Le stator 2 selon le premier mode de réalisation de l’invention représenté sur la et la comprend par exemple des enroulements de phase 9 comprenant des bobines 36 enroulées chacune autour d’une dent 5. Les bobines 36 peuvent être connectées en série ou en parallèle. Pour une bonne lisibilité des figures, la connexion entre les bobines d’un enroulement de phase 9 n’est pas représentée sur les figures.The stator 2 according to the first embodiment of the invention shown on the and the comprises for example phase windings 9 comprising coils 36 each wound around a tooth 5. The coils 36 can be connected in series or in parallel. For good readability of the figures, the connection between the coils of a phase winding 9 is not shown in the figures.

Le stator 2 selon le deuxième mode de réalisation de l’invention représenté sur la et le stator 2 selon le troisième mode de réalisation de l’invention représenté sur la comprennent par exemple également des enroulements de phase 9 comprenant des bobines 36 enroulées chacune autour d’une dent 5, les bobines 36 pouvant être connectées en série ou en parallèle.The stator 2 according to the second embodiment of the invention shown on the and the stator 2 according to the third embodiment of the invention shown on the for example also include phase windings 9 comprising coils 36 each wound around a tooth 5, the coils 36 being able to be connected in series or in parallel.

Les noyaux élémentaires 4 adjacents sont par exemple séparés par une barrière de flux 28. La barrière de flux 28 est par exemple réalisée dans un matériau amagnétique. La barrière de flux 28 est par exemple réalisée dans un matériau plastique notamment en PVC, en PA66, en PEEK ou en polymère à cristaux liquides (LCP pour Liquid Crystal Polymer en anglais).The adjacent elementary cores 4 are for example separated by a flux barrier 28. The flux barrier 28 is for example made of a non-magnetic material. The flow barrier 28 is for example made of a plastic material in particular PVC, PA66, PEEK or liquid crystal polymer (LCP for Liquid Crystal Polymer in English).

Par exemple, comme représenté sur la , la , la , la et la , la barrière de flux 28 s’étend sur toute l’épaisseur axiale du stator 2. Par exemple, le stator représenté sur ces figures comprend six barrières de flux 28.For example, as shown in the , there , there , there and the , the flux barrier 28 extends over the entire axial thickness of the stator 2. For example, the stator shown in these figures comprises six flux barriers 28.

Le deuxième mode réalisation de l’invention est similaire au premier mode de réalisation de l’invention. Cependant la barrière de flux 28 du deuxième mode de réalisation de l’invention ne s’étend pas sur toute l’épaisseur axiale du stator mais seulement sur une fraction de l’épaisseur axiale du stator, par exemple sur 20% à 80% de l’épaisseur axiale du stator. Par exemple la barrière de flux 28 comprend une ouverture 49 formée dans une section de liaison 38 entre deux noyaux élémentaires 4.The second embodiment of the invention is similar to the first embodiment of the invention. However, the flow barrier 28 of the second embodiment of the invention does not extend over the entire axial thickness of the stator but only over a fraction of the axial thickness of the stator, for example over 20% to 80% of the axial thickness of the stator. For example, the flow barrier 28 comprises an opening 49 formed in a connecting section 38 between two elementary cores 4.

Dans un autre mode de réalisation non représenté, la barrière de flux 28 comprend un insert logé dans l’ouverture 49. Par exemple, l’insert est réalisé dans un matériau amagnétique. Par exemple, l’insert est réalisé en plastique, notamment en PVC, en PA66, en PEEK ou en polymère à cristaux liquides (LCP pour Liquid Crystal Polymer en anglais)..In another embodiment not shown, the flow barrier 28 comprises an insert housed in the opening 49. For example, the insert is made of a non-magnetic material. For example, the insert is made of plastic, in particular PVC, PA66, PEEK or liquid crystal polymer (LCP for Liquid Crystal Polymer in English).

Les dents 5 peuvent comprendre des premières dents 40 et des deuxièmes dents 41. Les premières dents 40 sont par exemple formées d’un premier coté 42 du noyau élémentaire 4 et les deuxièmes dents 41 sont formées d’un deuxième côté 43 du noyau élémentaire 4, le deuxième côté 43 étant opposé axialement au premier côté 42. De telles premières dents 40 et deuxièmes dents 41 sont par exemple visibles sur la , la , la , la et la . Les machines électriques comprenant un stator 2 avec de telles premières dents 40 et deuxièmes dents 41 peuvent comprendre deux rotors 3, les pôles d’un premier rotor 3 faisant face aux premières dents 40 et les pôles d’un deuxième rotor 3 faisant face aux deuxièmes dents.The teeth 5 may comprise first teeth 40 and second teeth 41. The first teeth 40 are for example formed on a first side 42 of the elementary core 4 and the second teeth 41 are formed on a second side 43 of the elementary core 4 , the second side 43 being axially opposed to the first side 42. Such first teeth 40 and second teeth 41 are for example visible on the , there , there , there and the . Electrical machines comprising a stator 2 with such first teeth 40 and second teeth 41 may comprise two rotors 3, the poles of a first rotor 3 facing the first teeth 40 and the poles of a second rotor 3 facing the second teeth.

La représente un stator 2 selon un troisième mode de réalisation de l’invention. Le troisième mode de réalisation de l’invention est similaire au premier mode de réalisation de l’invention. Cependant dans ce troisième mode de réalisation de l’invention, le noyau élémentaire 4 peut comprendre un élément de séparation 44. L’élément de séparation 44 est par exemple réalisé dans un matériau amagnétique, axialement entre les premières dents 40 et les deuxièmes dents 41. L’élément de séparation 44 est par exemple réalisé en plastique notamment en PVC, en PA66, en PEEK ou en polymère à cristaux liquides (LCP pour Liquid Crystal Polymer en anglais).There represents a stator 2 according to a third embodiment of the invention. The third embodiment of the invention is similar to the first embodiment of the invention. However, in this third embodiment of the invention, the elementary core 4 may comprise a separation element 44. The separation element 44 is for example made of a non-magnetic material, axially between the first teeth 40 and the second teeth 41 The separation element 44 is for example made of plastic, in particular PVC, PA66, PEEK or liquid crystal polymer (LCP).

L’élément de séparation 44 est par exemple formé de matière avec la barrière de flux 28.The separation element 44 is for example formed of material with the flow barrier 28.

La représente un stator selon un quatrième mode de réalisation de l’invention. Dans ce mode réalisation de l’invention, chaque enroulement de phase 9 comprend, comme dans les premier, deuxième et troisième modes de réalisation de l’invention, des spires dont l’axe est parallèle à l’axe de rotation A. Chaque dent 5 peut comprendre un bord radialement externe 37 et un bord radialement interne 38. Chaque enroulement de phase 9 comprend par exemple un conducteur électrique 39. Le conducteur électrique 39 passe par exemple successivement dans les différentes encoches 14 adjacentes d’un secteur de stator élémentaire 20, le conducteur 39 passant entre les encoches 14 alternativement autour du bord radialement externe 37 et du bord radialement interne 38.There represents a stator according to a fourth embodiment of the invention. In this embodiment of the invention, each phase winding 9 comprises, as in the first, second and third embodiments of the invention, turns whose axis is parallel to the axis of rotation A. Each tooth 5 may comprise a radially external edge 37 and a radially internal edge 38. Each phase winding 9 comprises for example an electrical conductor 39. The electrical conductor 39 passes for example successively through the different adjacent notches 14 of an elementary stator sector 20 , the conductor 39 passing between the notches 14 alternately around the radially outer edge 37 and the radially inner edge 38.

Le conducteur électrique 39 de chaque enroulement de phase peut passer plusieurs fois dans chaque encoche 14, la première encoche d’extrémité 34 et/ou la deuxième encoche d’extrémité 35. Par exemple le conducteurs électrique 39 passe deux fois dans chaque encoche 14, première encoche d’extrémité 34 et deuxième encoche d’extrémité 35. La première encoche d’extrémité 34 et/ou la deuxième encoche d’extrémité 35 forment des encoches de retour permettant d’avoir un sens de courant unique dans chacune des encoches 14.The electrical conductor 39 of each phase winding can pass several times through each notch 14, the first end notch 34 and/or the second end notch 35. For example, the electrical conductor 39 passes twice through each notch 14, first end notch 34 and second end notch 35. The first end notch 34 and/or the second end notch 35 form return notches making it possible to have a unique current direction in each of the notches 14 .

La présente une vue éclatée partielle d’une machine électrique tournante 1 à flux axial comprenant un stator 2 selon le quatrième mode de réalisation de l’invention de la et rotor 3. Le rotor 3 comprend par exemple un support 33 sur lequel sont fixés des aimants formant les pôles 24.There presents a partial exploded view of a rotating electrical machine 1 with axial flux comprising a stator 2 according to the fourth embodiment of the invention of the and rotor 3. The rotor 3 comprises for example a support 33 on which magnets forming the poles 24 are fixed.

La représente une vue d’un enroulement de phase 9 utilisé dans le quatrième mode de réalisation de l’invention.There represents a view of a phase winding 9 used in the fourth embodiment of the invention.

La représente une machine électrique tournante à flux axial comprenant deux stators 2 selon le quatrième mode de réalisation de l’invention. Par exemple les dents 5 d’un premier stator 2 et les dents d’un deuxième stator 2 sont orientées de manière à se faire face. Le rotor 3 est positionné axialement entre les dents 5 du premier stator 2 et les dents 5 du deuxième stator 2.There represents a rotating electric machine with axial flux comprising two stators 2 according to the fourth embodiment of the invention. For example, the teeth 5 of a first stator 2 and the teeth of a second stator 2 are oriented so as to face each other. The rotor 3 is positioned axially between the teeth 5 of the first stator 2 and the teeth 5 of the second stator 2.

Les modes de réalisations de l’invention représentés sur la , la et la ne comprennent pas de barrière de flux.The embodiments of the invention represented on the , there and the do not include a flow barrier.

Dans un autre mode de réalisation de l’invention non représenté, les noyaux élémentaires adjacents sont séparés par des barrière de flux.In another embodiment of the invention not shown, the adjacent elementary cores are separated by flow barriers.

La représente une machine électrique tournante à flux axial comprenant un stator selon un cinquième mode de réalisation de l’invention dans lequel chaque enroulement 9 de phase comprend des spires dont l’axe est orthoradial. Comme dans le premier mode de réalisation de l’invention, les noyaux élémentaires 4 adjacents peuvent être séparés par une barrière de flux 28.There represents a rotating electric machine with axial flux comprising a stator according to a fifth embodiment of the invention in which each phase winding 9 comprises turns whose axis is orthoradial. As in the first embodiment of the invention, the adjacent elementary cores 4 can be separated by a flow barrier 28.

La représente une machine électrique tournante à flux axial comprenant un stator selon un sixième mode de réalisation de l’invention similaire au cinquième mode de réalisation de l’invention. Dans ce mode réalisation de l’invention, chaque noyau élémentaire 4 peut comprendre une surface radialement externe 18 et une surface radialement interne 19. Pour faciliter la lecture des figures la surface radialement externe 18 et la surface radialement interne 19 sont présentées sur le cinquième mode de réalisation de l’invention de la . Le sixième mode de réalisation de l’invention est similaire. Le stator peut comprendre en outre une couronne externe 16 et une couronne interne 17. La surface radialement externe 18 des noyaux élémentaires 4 est, par exemple, en contact avec la couronne externe 16 et la surface radialement interne 19 des noyaux élémentaires 4 est, par exemple, en contact avec la couronne interne 17. Par exemple la couronne externe 16 et/ou la couronne interne 19 sont réalisées dans un matériau amagnétique, par exemple en plastique notamment en PVC, en PA66, en PEEK ou en polymère à cristaux liquides (LCP pour Liquid Crystal Polymer en anglais). Le stator selon le sixième mode de réalisation de l’invention peut comprendre une pluralité de couronnes externes 16, notamment deux couronnes externes 16. Dans un autre mode de réalisation de l’invention, le stator comprend une unique couronne externe. Le stator peut aussi comprendre une pluralité de couronnes internes 17, notamment deux couronnes internes 17. Dans un autre mode de réalisation de l’invention non représenté, le stator comprend une unique couronne interne.There represents a rotating electric machine with axial flux comprising a stator according to a sixth embodiment of the invention similar to the fifth embodiment of the invention. In this embodiment of the invention, each elementary core 4 can comprise a radially external surface 18 and a radially internal surface 19. To facilitate reading of the figures, the radially external surface 18 and the radially internal surface 19 are presented in the fifth mode of carrying out the invention of the . The sixth embodiment of the invention is similar. The stator may further comprise an outer ring 16 and an inner ring 17. The radially outer surface 18 of the elementary cores 4 is, for example, in contact with the outer ring 16 and the radially inner surface 19 of the elementary cores 4 is, for example, example, in contact with the internal crown 17. For example the external crown 16 and/or the internal crown 19 are made of a non-magnetic material, for example plastic in particular PVC, PA66, PEEK or liquid crystal polymer ( LCP for Liquid Crystal Polymer in English). The stator according to the sixth embodiment of the invention may comprise a plurality of external rings 16, in particular two external rings 16. In another embodiment of the invention, the stator comprises a single external ring. The stator can also comprise a plurality of internal rings 17, in particular two internal rings 17. In another embodiment of the invention not shown, the stator comprises a single internal ring.

Dans les différents modes de réalisation de l’invention, les dents 5 peuvent comprendre, à leur extrémité axiale apte à faire face au rotor 3, au moins une aile 45 s’étendant circonférentiellement dans la direction d’une dent 5 adjacente. Une première distance 47 entre l’aile 45 et la dent 5 adjacente étant inférieure à une largeur 46 de l’encoche entre la dent 5 comprenant l’aile 45 et la dent 5 adjacente.In the different embodiments of the invention, the teeth 5 may comprise, at their axial end capable of facing the rotor 3, at least one wing 45 extending circumferentially in the direction of an adjacent tooth 5. A first distance 47 between the wing 45 and the adjacent tooth 5 being less than a width 46 of the notch between the tooth 5 comprising the wing 45 and the adjacent tooth 5.

Claims (14)

Stator (2) pour machine électrique tournante (1) à flux axial comprenant un rotor (3) ayant un axe de rotation (A) et ayant un premier nombre (p) de pôles de rotor, un pas polaire étant défini comme l’angle (27) entre des pôles (24) de rotor (3) adjacents, le stator (2) comprenant un deuxième nombre (m) de phases, chaque phase occupant au moins un secteur de stator élémentaire (20) distinct, chaque secteur de stator élémentaire (20) comprenant un enroulement de phase (9) enroulé autour d’un noyau élémentaire (4), des dents (5) étant formées dans le noyau élémentaire (4) de chacun des secteurs de stator élémentaires (20), les dents (5) étant séparées par des encoches (14) dans lesquels est logé l’enroulement de phase (9), chaque noyau élémentaire (4) comprenant une première encoche d’extrémité (34) et une deuxième encoche d’extrémité (35), la première encoche d’extrémité (34) et la deuxième encoche d’extrémité (35) étant, parmi les encoches (14) d’un noyau élémentaire (4), les encoches (14) circonférentiellement les plus éloignées l’une de l’autre.Stator (2) for a rotating electric machine (1) with axial flux comprising a rotor (3) having an axis of rotation (A) and having a first number (p) of rotor poles, a polar pitch being defined as the angle (27) between adjacent rotor poles (24) (3), the stator (2) comprising a second number (m) of phases, each phase occupying at least one distinct elementary stator sector (20), each stator sector elementary (20) comprising a phase winding (9) wound around an elementary core (4), teeth (5) being formed in the elementary core (4) of each of the elementary stator sectors (20), the teeth (5) being separated by notches (14) in which the phase winding (9) is housed, each elementary core (4) comprising a first end notch (34) and a second end notch (35) , the first end notch (34) and the second end notch (35) being, among the notches (14) of an elementary core (4), the notches (14) circumferentially furthest away from one of the other. Stator (2) pour machine électrique tournante (1) à flux axial selon la revendication précédente dans lequel un angle de décalage (D) étant défini entre la première encoche d’extrémité (34) et la deuxième encoche d’extrémité (35) de deux secteurs de stator élémentaires (20) adjacents, l’angle de décalage (D) étant supérieur au pas polaire.Stator (2) for a rotating electrical machine (1) with axial flux according to the preceding claim in which an offset angle (D) being defined between the first end notch (34) and the second end notch (35) of two adjacent elementary stator sectors (20), the offset angle (D) being greater than the polar pitch. Stator (2) pour machine électrique tournante (1) à flux axial selon la revendication précédente dans lequel l’angle de décalage D est égal à :
D=(360-τp(Ne-n))/n,
τp étant le pas polaire,
Ne étant le nombre total d’encoches,
n étant le nombre de secteurs de stator élémentaires (20).Stator (2) for rotating electrical machine (1) with axial flux according to the preceding claim in which the offset angle D is equal to:
D=(360-τp(Ne-n))/n,
τp being the polar pitch,
Not being the total number of notches,
n being the number of elementary stator sectors (20). Stator (2) pour machine électrique tournante (1) à flux axial selon la revendication précédente dans lequel un troisième nombre défini par l’expression D/(360/m) est un nombre entier, m étant le deuxième nombre de phases.Stator (2) for a rotating electrical machine (1) with axial flux according to the preceding claim in which a third number defined by the expression D/(360/m) is an integer, m being the second number of phases. Stator (2) pour machine électrique tournante (1) à flux axial selon l’une des revendications précédentes dans lequel chaque enroulement de phase (9) comprend des spires dont l’axe est parallèle à l’axe de rotation (A).Stator (2) for a rotating electrical machine (1) with axial flux according to one of the preceding claims in which each phase winding (9) comprises turns whose axis is parallel to the axis of rotation (A). Stator (2) pour machine électrique tournante (1) à flux axial selon la revendication précédente dans lequel chaque enroulement de phase (9) comprend des bobines (36) enroulées chacune autour d’une dent (5), les bobines (36) étant connectées en série ou en parallèle.Stator (2) for rotating electrical machine (1) with axial flux according to the preceding claim in which each phase winding (9) comprises coils (36) each wound around a tooth (5), the coils (36) being connected in series or parallel. Stator (2) pour machine électrique tournante (1) à flux axial selon la revendication 5 dans lequel chaque dent (5) comprend un bord radialement externe (37) et un bord radialement interne (38), et dans lequel chaque enroulement de phase (9) comprend un conducteur électrique (39), le conducteur électrique (39) passant successivement dans les différentes encoches (14) adjacentes d’un secteur de stator élémentaire (20), le conducteur (39) passant entre les encoches (14) alternativement autour du bord radialement externe (37) et du bord radialement interne (38).Stator (2) for a rotating electrical machine (1) with axial flux according to claim 5 in which each tooth (5) comprises a radially outer edge (37) and a radially inner edge (38), and in which each phase winding ( 9) comprises an electrical conductor (39), the electrical conductor (39) passing successively through the different adjacent notches (14) of an elementary stator sector (20), the conductor (39) passing between the notches (14) alternately around the radially outer edge (37) and the radially inner edge (38). Stator (2) pour machine électrique tournante (1) à flux axial selon la revendication précédente dans lequel le conducteur électrique (39) de chaque enroulement de phase passe plusieurs fois dans chaque encoche (14), la première encoche d’extrémité (34) et/ou la deuxième encoche d’extrémité (35) formant des encoches de retour permettant d’avoir un sens de courant unique dans chacune des encoches (14).Stator (2) for a rotating electrical machine (1) with axial flux according to the preceding claim in which the electrical conductor (39) of each phase winding passes several times in each notch (14), the first end notch (34) and/or the second end notch (35) forming return notches making it possible to have a single direction of current in each of the notches (14). Stator (2) pour machine électrique tournante (1) à flux axial selon l’une des revendications 1 à 4 dans lequel chaque enroulement (9) de phase comprend des spires dont l’axe est orthoradial.Stator (2) for a rotating electrical machine (1) with axial flux according to one of claims 1 to 4 in which each phase winding (9) comprises turns whose axis is orthoradial. Stator (2) pour machine électrique tournante (1) à flux axial selon la revendication précédente dans lequel les dents (5) comprennent des premières dents (40) et des deuxièmes dents (41), les premières dents (40) étant formées d’un premier coté (42) du noyau élémentaire (4) et les deuxièmes dents (41) étant formées d’un deuxième côté (43) du noyau élémentaire (4), le deuxième côté (43) étant opposé axialement au premier côté (42).Stator (2) for rotating electrical machine (1) with axial flux according to the preceding claim in which the teeth (5) comprise first teeth (40) and second teeth (41), the first teeth (40) being formed of a first side (42) of the elementary core (4) and the second teeth (41) being formed on a second side (43) of the elementary core (4), the second side (43) being axially opposed to the first side (42 ). Stator (2) pour machine électrique tournante (1) à flux axial selon la revendication précédente dans lequel le noyau élémentaire (4) comprend un élément de séparation (44), notamment un élément de séparation (44) réalisé dans un matériau amagnétique, axialement entre les premières dents (40) et les deuxièmes dents (41).Stator (2) for rotating electrical machine (1) with axial flux according to the preceding claim in which the elementary core (4) comprises a separation element (44), in particular a separation element (44) made of a non-magnetic material, axially between the first teeth (40) and the second teeth (41). Stator (2) pour machine électrique tournante (1) à flux axial selon l’une des revendications précédentes dans lequel les dents (5) comprennent, à leur extrémité axiale apte à faire face au rotor (3), au moins une aile (45) s’étendant circonférentiellement dans la direction d’une dent (5) adjacente, une première distance (47) entre l’aile (45) et la dent (5) adjacente étant inférieure à une largeur (46) de l’encoche entre la dent (5) comprenant l’aile (45) et la dent (5) adjacente.Stator (2) for a rotating electrical machine (1) with axial flux according to one of the preceding claims in which the teeth (5) comprise, at their axial end capable of facing the rotor (3), at least one wing (45). ) extending circumferentially in the direction of an adjacent tooth (5), a first distance (47) between the wing (45) and the adjacent tooth (5) being less than a width (46) of the notch between the tooth (5) comprising the wing (45) and the adjacent tooth (5). Stator (2) pour machine électrique tournante (1) à flux axial selon l’une des revendications précédentes dans lequel les noyaux élémentaires (4) adjacents sont séparés par une barrière de flux (28), notamment une barrière de flux (28) réalisée dans un matériau amagnétique, notamment une barrière de flux (28) réalisée dans un matériau plastique.Stator (2) for rotating electrical machine (1) with axial flux according to one of the preceding claims in which the adjacent elementary cores (4) are separated by a flux barrier (28), in particular a flux barrier (28) produced in a non-magnetic material, in particular a flow barrier (28) made from a plastic material. Machine électrique tournante (1) à flux axial comprenant :
  1. un stator (2) selon l’une des revendications précédentes,
  2. un rotor (3) faisant face axialement au stator.
Rotating electric machine (1) with axial flow comprising:
  1. a stator (2) according to one of the preceding claims,
  2. a rotor (3) facing axially to the stator.
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