WO2022128449A1 - Corps de stator pour machine electrique a flux axial et procede de fabrication d'un tel corps de stator - Google Patents

Corps de stator pour machine electrique a flux axial et procede de fabrication d'un tel corps de stator Download PDF

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WO2022128449A1
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base
layers
angular portion
stator body
longitudinal axis
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Jere Kolehmainen
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Renault S.A.S
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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Definitions

  • the present invention generally relates to electrical machines with axial flux.
  • stator body for an axial flux electrical machine comprising:
  • a base comprising layers of sheet metal which are wound around a longitudinal axis, the base having an end face substantially orthogonal to the longitudinal axis, and
  • the invention finds a particularly advantageous application in electric motors for electric or hybrid motor vehicles.
  • a conventional stator of an axial flux electric machine comprises a body with a generally annular base and teeth distributed circumferentially on one of the end faces of the base.
  • a stator also includes coils of conductive wire arranged around the teeth. Under the effect of electric currents, the coils generate magnetic fields allowing the stator to set the rotor in motion.
  • the body of the stator is made by winding a metal sheet around a longitudinal axis.
  • This metal sheet winding makes it possible to limit the eddy currents flowing through the stator when the latter is in operation and, consequently, to reduce the energy losses by heating.
  • the originally planar metal sheet is deformed: it is curved so as to form the annular base of the body of the stator.
  • bending a metal sheet that is to say applying a bending stress to it, degrades its magnetic properties, in particular its magnetic conductivity. The more the sheets are bent, the more their magnetic properties are degraded. This degradation of the magnetic properties is even more marked when the sheets have an oriented grain.
  • a known technique for partially restoring the magnetic properties of a curved sheet consists of heating the body of the stator to a very high temperature, typically between 700°C and 800°C. Such heating nevertheless has the undesirable effect of deteriorating or thinning the insulating layer present on the surface of the metal sheet. Deterioration, or thinning, of the insulating layer contributes to increased eddy current losses when the stator is in operation. The restoration of the magnetic properties of the stator by this technique is therefore limited.
  • heating the body of the stator to high temperature is costly in terms of energy and not very suitable for mass production.
  • the present invention proposes a stator body having layers of flat sheet metal.
  • the invention proposes a stator body as defined in the introduction, in which it is provided that the base comprises several angular portions distributed around the longitudinal axis, each angular portion comprising at least a flat layer, said flat layer being attached to a layer of an adjacent angular portion by a fold located at the level of the attachment of one of said teeth to the base.
  • stator body With the stator body according to the invention, at least a part of the metal sheet layers is planar in the angular portions. This means that no bending stress is imposed on these planar layers with respect to the shape original plane of the sheet.
  • the magnetic properties of the flat metal sheets are preserved in the angular portions, that is to say in the regions where the circulation of the flux is maximum and therefore in the regions where the stator is most susceptible to iron loss.
  • the magnetic performance of the stator comprising such a body is therefore improved.
  • stator body according to the invention makes it possible to limit the degradation by curvature of the magnetic properties of the metal sheets to folds located at the level of the fixing of the teeth on the end face, therefore to parts of the base contributing by construction little to iron losses.
  • stator according to the invention does not need to be heated to high temperature in order to present satisfactory magnetic performance.
  • stator body according to the invention taken individually or in all technically possible combinations, are as follows:
  • each angular portion comprises at least one other layer which is planar and substantially parallel to said planar layer;
  • each angular portion comprises at least one other layer which is curved around an axis parallel to the longitudinal axis;
  • the base comprises, on its end face, at least one recessed relief, at least one of said teeth has a shape, part of which is complementary to that of the recessed relief and is fitted into the recessed relief;
  • each angular portion comprises at least two layers attached by at least two folds to at least two layers of an adjacent angular portion, said at least two folds having increasingly large radii of curvature as they move away from the axis longitudinal;
  • each angular portion comprises at least two layers attached by at least two folds to at least two layers of an adjacent angular portion, said at least two folds having substantially constant radii of curvature;
  • said flat layer extends in a plane parallel to the longitudinal axis
  • each angular portion comprises at least two layers of sheet metal, two adjacent layers being separated by an electrically insulating layer.
  • the invention also proposes a method for manufacturing a stator body as described above comprising the following steps: e1) winding the layers around a support; e2) during rolling, bending of the metal sheet so as to form the bends e3) manufacturing of the teeth and fixing of the teeth on the end face.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a stator body according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a schematic top view of the base of the stator body of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a schematic top view of part of the base of a stator body according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is a schematic top view of part of the base of a stator body according to a third embodiment of the invention.
  • FIG. 5 is a schematic sectional view of an example of fixing a tooth to the base of the stator body of FIG. 1;
  • FIG. 6 illustrates a sequence of steps in a method of manufacturing the base of the stator body of Figure 1;
  • FIG. 7 schematically illustrates the winding and folding steps of the process of Figure 6.
  • stator body 1 comprising a base 2 and teeth 4.
  • the base 2 has a generally annular shape around an axis longitudinal A1, with a radial section (in a half-plane starting from the longitudinal axis A1) of rectangular shape.
  • the longitudinal axis A1 corresponds to an axis of rotation of a rotor with which the stator is intended to cooperate.
  • This base 2 thus has an internal face 30 which delimits a central recess, an external face 31 and two end faces substantially perpendicular to the longitudinal axis A1.
  • the teeth 4 are fixed on one of these two end faces 3. They are regularly distributed around the longitudinal axis A1.
  • Each tooth generally has the shape of a right prism, of trapezoidal section (in a plane orthogonal to the longitudinal axis A1).
  • the side faces opposite the neighboring teeth are here parallel to each other.
  • the thickness of the base 2 that is to say its dimension along the longitudinal axis A1, is for example between 5 mm and 30 mm.
  • the diameter of the base 2 is preferably between 10 cm and 50 cm.
  • the teeth 4 are here attached to the base 2. They are here each made from a stack of flat sections of a metal sheet identical to that used to make the base 2, that is to say here of the same thickness and made of the same material. The layers are superimposed in a radial direction with respect to the longitudinal axis A1. The teeth 4 are fixed to the base 2, for example by gluing, welding, screwing or bolting.
  • the base 2 comprises layers 10 of a magnetically conductive metal sheet.
  • the metal sheet is for example made of steel.
  • the thickness of the metal sheet is for example between 0.2 mm and 0.5 mm.
  • a sheet is spirally wound around the longitudinal axis A1 so as to form all the layers 10 of the base 2.
  • the layers could be formed by a concentric assembly of a plurality of metal sheets.
  • the sheet metal winding forming the base 2 does not have a radius of curvature which varies linearly.
  • the winding is formed of a plurality of flat parts separated two by two by fold lines. At each layer, the fold lines are located at the level of the fold lines of the previous layer.
  • the base 2 thus comprises a plurality of angular portions 11 separated from each other by these stacks of fold lines.
  • the base 2 is more specifically formed of eighteen angular portions 11, therefore extending over eighteen angular sectors around the longitudinal axis A1, each angular sector having an opening angle of 20 degrees.
  • An angular portion 11 is here defined as a section of the base 2 extending over the entire thickness of the base 2, that is to say along the longitudinal axis A1, and from the internal face 30 to the face external 31 of the base 2.
  • Each angular portion 11 therefore comprises a plurality of layers 10 of sheet metal.
  • three layers 10 belonging to the same angular portion 11 are referenced.
  • An angular portion 11 comprises for example between 80 and 400 layers 10.
  • the layers 10 are stacked in a substantially radial direction A2, that is to say here perpendicular to the longitudinal axis A1.
  • an electrically insulating material is placed between the various neighboring layers.
  • Neighboring layers 10 are here successive layers 10 in the stack forming an angular portion 11.
  • the electrically insulating material consists for example of a thin film deposited on the metal sheet before winding.
  • the film is for example an inorganic film 2 ⁇ m to 5 ⁇ m thick which vitrifies when the stator is heated to very high temperature. It reduces eddy currents in the stator during operation.
  • each layer 10 of each angular portion 11 is connected by a fold line 20 to a layer 10 of an adjacent angular portion 11.
  • Two adjacent angular portions 11 are here two angular portions 11 located side by side. With the exception of the two layers 10 located at the two ends of the winding, each layer 10 of each angular portion 11 is connected by two fold lines 20 to two layers 10 each located in one of the two adjacent angular portions 11.
  • a fold line 20 is here a section of sheet metal which extends parallel to the longitudinal axis A1 and which is curved around an axis parallel to this axis A1, that is to say which has a non-zero curvature in a plane orthogonal to the longitudinal axis A1.
  • each fold 20 thus has substantially the shape of an arc of a circle around an axis parallel to the longitudinal axis A1 and located between the longitudinal axis A1 and the fold 20.
  • the set of fold lines 20 located between two adjacent angular portions 11 forms a fold zone 21 which extends along a radial plane.
  • three fold lines 20 belonging to the same fold zone 21 are referenced.
  • the fold lines 20 are specifically located at the level of the attachments of the teeth 4 on the end face 3 of the base 2.
  • the fold lines 20 between the two angular portions 11 face the same tooth 4, or are even in contact with the latter.
  • the base 41 of the tooth 4 is located opposite the bend zone 21. More precisely, each tooth 4 is centered on a distinct bend zone 21.
  • each angular portion is planar. Since the layers 10 extend along the longitudinal axis A1, each flat layer 10 therefore extends in a plane parallel to the longitudinal axis A1.
  • all the layers 10 of each angular portion 11 are flat. Moreover, as shown in Figure 2, all the layers 10 of each angular portion 11 are substantially parallel to each other. Substantially parallel means here that the planes in which two neighboring layers extend are either strictly parallel or very slightly inclined with respect to each other by an angle less than 1 degree.
  • a flat layer 10 is from the longitudinal axis A1, the greater its length.
  • the length of a flat layer 10 is defined between the two fold lines 20 to which it is attached, that is to say here defined as its dimension in a substantially orthoradial direction.
  • all the fold lines 20 of a fold zone 21 have a substantially constant curvature. This means that in a plane perpendicular to the longitudinal axis A1 and passing through the base 2, the fold lines 20 of the same fold zone 21 have a substantially identical profile.
  • Each fold zone 21 has, in an orthoradial direction specific to it, a constant width.
  • the width here is the dimension of the fold zone 21 in the associated orthoradial direction.
  • the base 2 here generally has the shape of an octadecagon whose vertices are rounded.
  • the base 2 generally has the shape of a polygon with a number of sides equal to the number of angular portions 11 .
  • Two flat layers 10 interconnected by the same fold line 20 extend in two planes inclined relative to each other.
  • each angular portion 11 comprises plane layers 10 and curved layers 15.
  • the curved layers 15 are here curved inwards around an axis parallel to the axis longitudinal A1.
  • each curved layer 15 thus has substantially the shape of an arc of a circle around an axis parallel to the longitudinal axis A1 and located between the longitudinal axis A1 and the curved layer.
  • the curved layers 15 have a strictly positive curvature over the entire angular portion 11 .
  • each angular portion 11 comprises an inner half 12, close to the longitudinal axis A1, which comprises flat layers 10 and an outer half 13, distant from the longitudinal axis A1, which includes 15 curved layers.
  • the inner half 12 is in the form, for example, of a base 2 according to the first embodiment.
  • the outer half 13 is for example in the form of a conventional cylindrical base according to the current state of the art.
  • the curved layers 15 simplify the manufacture of the base 2, the outer half 13 being able to be manufactured in a conventional manner, without bending. Moreover, the curved layers 15 being located on the periphery of the base, the bending stress on the metal sheet is moderate and the loss in terms of magnetic performance is acceptable.
  • the inner half 12 and the outer half 13 define between them a channel 5.
  • the channel 5 runs through the entire circumference of the globally annular base 2.
  • the channel 5 is a free space which can for example be used to circulate a coolant.
  • the channel 5 can also be used to insert fixing means, for example to fix the teeth 4 to the base 2 or to fix the stator body 1 to a protective casing.
  • the lines of fold 20 are less and less curved away from the longitudinal axis A1. This means that the radius of curvature of the fold lines 20, in a plane perpendicular to the longitudinal axis A1 and passing through the base 2, increases with the distance from the longitudinal axis A1.
  • each angular portion 11 all the layers 10 are flat.
  • Each fold zone 21 has, in its own orthoradial direction, a width which increases with the distance from the longitudinal axis A1.
  • the length of the flat layers 10 of the same angular portion 11 is here substantially constant.
  • this third embodiment reduces the number of folding steps and therefore simplifies the manufacture of the base 2.
  • the fold areas 20 are certainly wider but located mainly at the level of the periphery of the base 2, where the bending stress on the metal sheet is moderate and the loss in terms of magnetic performance is acceptable.
  • the base comprises an inner half close to the longitudinal axis and an outer half remote from the longitudinal axis.
  • the folds are less and less curved.
  • the bend curve decreases from an identical predetermined curvature for both halves.
  • the two halves here also make it possible to delimit a channel.
  • recessed reliefs 6 are provided on the end face 3 of the base 2. Each recessed relief 6 forms a recess in the base 2 with respect to the end face 3. In other words, a recessed relief 6 defines a local decrease in the thickness of the base 2.
  • all the recessed reliefs 6 are identical.
  • the shape of the recessed reliefs could vary from one relief to another.
  • the recessed reliefs 6 may have a surface with edges, as in the example of FIG. 5, or even a smooth surface.
  • the recessed reliefs 6 are here located at the level of the fixing of the teeth 4 on the base 2.
  • the stator body 1 here has a recessed relief 6 per tooth 4.
  • Each recessed relief is associated with a tooth 4
  • each tooth 4 has a base 41 of complementary shape designed to engage, partially or until it comes into contact with the base 2, in its associated recessed relief 6.
  • the hollow relief here has a flat bottom which extends orthogonally to the longitudinal axis A1, from the internal face 30 to the external face 31 of the body 2, and which is flanked by two edges inclined at 45 degrees.
  • the tooth 4 is positioned at a distance from the base 2.
  • the free space between the base 41 of the tooth and the base 2 is here filled with an adhesive material 7, by example a thermosetting inorganic adhesive or an epoxy-type adhesive.
  • each recessed relief 6 covers the fold area 21 in full. This means that the recessed relief 6 is wider than the fold zone 21 . Alternatively, the recessed relief could be located entirely within the fold area.
  • the recessed reliefs 6 make it possible to improve the attachment of the teeth 4 to the base 2, for example by increasing the bonding surface.
  • the recessed reliefs 6 also make it possible to improve the circulation of the magnetic flux at the level of the teeth on the one hand because they reduce the volume of the fold zone 21 .
  • the metal sheet here has anisotropic crystalline microstructures.
  • the sheet is then said to be “grain oriented”.
  • These microstructures which can for example be grooves obtained by specific rolling, make it possible to reduce the resistance to magnetic flux of the sheet in a given direction.
  • each flat layer 10 has a grain oriented substantially parallel to the end face 3 and to the plane in which this flat layer 10 extends.
  • the grain is here oriented parallel to the end face 3 and tangentially to the layer 10 or to the fold line 20. This means that the grain of the layers 10 is therefore oriented in a substantially orthoradial direction.
  • the magnetic conductivity is greatly improved in the direction of the grains. Consequently the base 2 here has a high magnetic conductivity tangentially to the winding of the sheet, that is to say in substantially orthoradial directions.
  • the teeth 4 also include a stack of grain-oriented sheet metal.
  • the method comprises three main steps:
  • step e3 of manufacturing and fixing the teeth at the bends.
  • the support (not shown) is a polygon, extending along an axis of rotation corresponding to the longitudinal axis A1, having as many sides as the number of angular portions 11 of the base 2.
  • the sheet originally substantially flat (in practice either perfectly flat or slightly curved because it is wound around large coils with very large radii of curvature), is rolled around the rotating support.
  • step e2) during winding, the sheet is bent at determined positions. These determined positions are calculated before winding so as to arrange the fold lines 20 formed in contact with each other, for example so that the fold lines 20 of the same fold zone 21 are radially aligned. The bending is thus carried out at intervals of length of sheet which lengthen progressively during the winding.
  • Step e2) is here performed during winding, that is to say during step e1).
  • Step 2) begins here at approximately the same time as the winding.
  • the determined positions also make it possible to stamp and cut or machine the sheet before rolling it up to form the recessed reliefs 6.
  • Notches can for example be made on a lateral side of the sheet. These notches can more specifically be made on the side of the sheet which generates the end face 3 during winding. Thus, during winding, the notches are arranged in contact with each other so as to form the recessed reliefs 6. Alternatively, the recessed reliefs could be machined on the end face after rolling the sheet.
  • the folding is done over the entire width of the sheet along the longitudinal axis A1.
  • the bending is done here by taking the sheet in vices for example by means of a set 8 comprising a die and a punch.
  • This matrix can also be used to form the recessed reliefs 6, for example by stamping the sheet when the latter is bent.
  • the sheet is bent throughout the winding.
  • the sheet is here bent with a substantially constant bend angle P.
  • the bend angle is here defined as the angle given to the bend which faces the longitudinal axis A1 .
  • the bend angle here is equal to 360 degrees divided by the number of teeth 4.
  • a base 2 it is possible to manufacture, initially, the inner half 12 of the base 2 and, secondly, the outer half 13 of the base 2.
  • the sheet is bent throughout the winding.
  • another sheet can conventionally be wound on a cylindrical support without making any folds during the winding.
  • the inner half 12 is nested in the outer half 13.
  • the outer half 13 can also be manufactured by stopping the folding during the winding of the sheet.
  • two bases 2 according to the third embodiment can be manufactured and then nested one inside the other.
  • the teeth 4 are made by stacking sections of a flat sheet and are then attached to the base 2.
  • the teeth 4 are specifically fixed at the level of the fold lines 20.
  • the teeth could be made in one piece with the base, for example by cutting notches on the metal sheets before rolling it up.

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Abstract

L'invention concerne un corps de stator (1) pour machine électrique à flux axial comprenant : - une base (2) comportant des couches (10) de tôle métallique qui sont enroulées autour d'un axe longitudinal (A1), la base présentant une face d'extrémité (3) sensiblement orthogonale à l'axe longitudinal, - des dents (4) réparties et fixées sur la face d'extrémité de la base. Selon l'invention la base comprend plusieurs portions angulaires (11) réparties autour de l'axe longitudinal, chaque portion angulaire comprenant au moins une couche plane, ladite couche plane se rattachant à une couche d'une portion angulaire adjacente par une pliure située au niveau de la fixation d'une desdites dents à la base.

Description

CORPS DE STATOR POUR MACHINE ELECTRIQUE A FLUX AXIAL ET PROCÉDÉ DE FABRICATION D’UN TEL CORPS DE STATOR
[0001 ] La présente invention concerne de manière générale les machines électriques à flux axial.
[0002] Elle concerne plus particulièrement un corps de stator pour machine électrique à flux axial comprenant :
- une base comportant des couches de tôle métallique qui sont enroulées autour d’un axe longitudinal, la base présentant une face d’extrémité sensiblement orthogonale à l’axe longitudinal, et
- des dents réparties et fixées sur la face d’extrémité de la base.
[0003] L’invention trouve une application particulièrement avantageuse dans les moteurs électriques pour véhicule automobile électrique ou hybride.
[0004] Elle concerne également un procédé de fabrication d’un tel corps de stator.
[0005] Un stator conventionnel de machine électrique à flux axial comprend un corps avec une base globalement annulaire et des dents réparties de façon circonférentielle sur l’une des faces d’extrémité de la base. Un stator comprend aussi des bobines de fil conducteur agencées autour des dents. Sous l’effet de courants électriques, les bobines génèrent des champs magnétiques permettant au stator de mettre le rotor en mouvement.
[0006] Classiquement, le corps du stator est réalisé en enroulant une tôle métallique autour d’un l’axe longitudinal. Cet enroulement de tôle métallique permet de limiter les courants de Foucault parcourant le stator lorsque ce dernier est en fonctionnement et, par conséquent, de réduire les pertes énergétiques par échauffement.
[0007] Lors de l’enroulement, la tôle métallique originellement plane est déformée : elle est courbée de façon à former la base annulaire du corps du stator. Cependant, courber une tôle métallique, c’est-à-dire lui appliquer une contrainte en flexion, dégrade ses propriétés magnétiques notamment sa conductivité magnétique. Plus les tôles sont courbées, plus leurs propriétés magnétiques sont dégradées. Cette dégradation des propriétés magnétiques est encore plus marquée lorsque les tôles présentent un grain orienté.
[0008] Cette dégradation des propriétés magnétiques de la tôle métallique diminue l’efficacité du stator ainsi formé. Entre d’autres termes, le stator serait moins sensible à des pertes de fer si la tôle métallique avait conservé ses propriétés magnétiques d’origine. Les pertes de fer incluent notamment les pertes par courant de Foucault, par hystérésis et les pertes dues à d’infimes déplacement des tôles.
[0009] Une technique connue pour restaurer en partie les propriétés magnétiques d’une tôle courbée consiste à chauffer le corps du stator à très haute température, typiquement entre 700 °C et 800 °C. Un tel échauffement a néanmoins pour effet indésirable de détériorer ou d’affiner la couche isolante présente sur la surface de la tôle métallique. La détérioration, ou l’affinement, de la couche isolante contribue à augmenter les pertes par courant de Foucault lorsque le stator est en fonctionnement. La restauration des propriétés magnétiques du stator par cette technique est donc limitée. De plus, chauffer le corps du stator à haute température est coûteux en énergie et peu adapté à une fabrication en série.
[0010] Afin de remédier aux inconvénients précités de l’état de la technique, la présente invention propose un corps de stator présentant des couches de tôle métallique planes.
[0011 ] Plus particulièrement, on propose selon l’invention un corps de stator tel que défini dans l’introduction, dans lequel il est prévu que la base comprenne plusieurs portions angulaires réparties autour de l’axe longitudinal, chaque portion angulaire comprenant au moins une couche plane, ladite couche plane se rattachant à une couche d’une portion angulaire adjacente par une pliure située au niveau de la fixation d’une desdites dents à la base.
[0012] La demanderesse a en effet constaté que dans certaines portions de la base du corps du stator, la circulation du flux magnétique généré par les bobines est moins importante. Ces portions sont principalement localisées au niveau de la fixation des dents sur la face d’extrémité, c’est-à-dire au niveau de la jonction des dents sur la base. Le flux magnétique circule ainsi principalement dans les portions angulaires situées entre les paires de dents adjacentes.
[0013] Avec le corps de stator selon l’invention, au moins une partie des couches de tôle métallique est plane dans les portions angulaires. Cela signifie qu’aucune contrainte en flexion n’est imposée sur ces couches planes par rapport à la forme plane d’origine de la tôle.
[0014] Ainsi, grâce à l’invention, les propriétés magnétiques des tôles métalliques planes sont conservées dans les portions angulaires, c’est-à-dire dans les régions où la circulation du flux est maximum et donc dans les régions où le stator est le plus susceptible de subir des pertes de fer. Les performances magnétiques du stator comprenant un tel corps sont donc améliorées.
[0015] En d’autres termes, le corps de stator selon l’invention permet de limiter la dégradation par courbure des propriétés magnétiques des tôles métalliques à des pliures situées au niveau de la fixation des dents sur la face d’extrémité, donc à des parties de la base contribuant par construction peu aux pertes de fer.
[0016] De plus, et par conséquent, le stator selon l’invention ne nécessite pas d’être chauffé à haute température pour présenter des performances magnétiques satisfaisantes.
[0017] D’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du corps de stator conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :
- chaque portion angulaire comprend au moins une autre couche qui est plane et sensiblement parallèle à ladite couche plane ;
- chaque portion angulaire comprend au moins une autre couche qui est courbée autour d’un axe parallèle à l’axe longitudinal ;
- la base comprend, sur sa face d’extrémité, au moins un relief en creux, au moins une desdites dents présente une forme dont une partie est complémentaire de celle du relief en creux et est emboitée dans le relief en creux ;
- chaque portion angulaire comprend au moins deux couches rattachées par au moins deux pliures à au moins deux couches d’une portion angulaire adjacente, lesdites au moins deux pliures présentant des rayons de courbure de plus en plus grands en s’éloignant le l’axe longitudinal ;
- chaque portion angulaire comprend au moins deux couches rattachées par au moins deux pliures à au moins deux couches d’une portion angulaire adjacente, lesdites au moins deux pliures présentant des rayons de courbure sensiblement constants ;
- ladite couche plane s'étend dans un plan parallèle à l’axe longitudinal ;
- ladite couche plane présente un grain orienté sensiblement parallèlement à la face d’extrémité et au plan dans lequel s’étend ladite couche plane ; - chaque portion angulaire comprend au moins deux couches de tôle métallique, deux couches voisines étant séparées par une couche électriquement isolante.
[0018] L’invention propose également un procédé de fabrication d’un corps de stator tel que décrit ci-dessus comprenant les étapes suivantes : e1 ) enroulement des couches autour d’un support ; e2) lors de l’enroulement, pliage de la tôle métallique de manière à former les pliures e3) fabrication des dents et fixation des dents sur la face d’extrémité.
[0019] Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.
[0020] La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée.
[0021 ] Sur les dessins annexés :
[0022] [Fig. 1 ] est une vue schématique en perspective d’un corps de stator selon un premier mode de réalisation de l’invention ;
[0023] [Fig. 2] est une vue schématique de dessus de la base du corps de stator de la figure 1 ;
[0024] [Fig. 3] est une vue schématique de dessus d’une partie de la base d’un corps de stator selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ;
[0025] [Fig. 4] est une vue schématique de dessus d’une partie de la base d’un corps de stator selon un troisième mode de réalisation de l’invention ;
[0026] [Fig. 5] est une vue schématique en coupe d’un exemple de fixation d’une dent sur la base du corps de stator de la figure 1 ;
[0027] [Fig. 6] illustre une séquence d’étapes d’un procédé de fabrication de la base du corps de stator de la figure 1 ;
[0028] [Fig. 7] illustre schématiquement des étapes d’enroulement et de pliage du procédé de la figure 6.
[0029] Sur la figure 1 , on a représenté un corps de stator 1 comprenant une base 2 et des dents 4.
[0030] La base 2 présente une forme globalement annulaire autour d’un axe longitudinal A1 , avec une section radiale (dans un demi-plan partant de l’axe longitudinal A1 ) de forme rectangulaire. Ici, l’axe longitudinal A1 correspond à un axe de rotation d’un rotor avec lequel le stator est destiné à coopérer.
[0031 ] Cette base 2 présente ainsi une face interne 30 qui délimite un évidement central, une face externe 31 et deux faces d’extrémité sensiblement perpendiculaires à l’axe longitudinal A1.
[0032] Les dents 4 sont fixées sur l’une de ces deux faces d’extrémité 3. Elles sont régulièrement réparties autour de l’axe longitudinal A1. Chaque dent présente globalement une forme de prisme droit, de section trapézoïdale (dans un plan orthogonal à l’axe longitudinal A1 ). Les faces latérales en regard des dents voisines sont ici parallèles entre elles.
[0033] L’épaisseur de la base 2, c’est-à-dire sa dimension selon l’axe longitudinal A1 , est par exemple comprise entre 5 mm et 30 mm. Le diamètre de la base 2 est préférentiellement compris entre 10 cm et 50 cm.
[0034] Les dents 4 sont ici rapportées sur la base 2. Elles sont ici chacune fabriquées à partir d’un empilement de sections planes d’une tôle métallique identique à celle utilisée pour fabriquer la base 2, c’est-à-dire ici de même épaisseur et faite dans le même matériau. Les couches sont superposées selon une direction radiale par rapport à l’axe longitudinal A1 . Les dents 4 sont fixées à la base 2, par exemple par collage, soudage, vissage ou boulonnage.
[0035] La base 2 comprend des couches 10 d’une tôle métallique magnétiquement conductrice. La tôle métallique est par exemple en acier. L’épaisseur de la tôle métallique est par exemple comprise entre 0,2 mm et 0,5 mm.
[0036] Ici, comme le montre la figure 2, une tôle est enroulée en spirale autour de l’axe longitudinal A1 de façon à former l’ensemble des couches 10 de la base 2. Dans une variante non représentée, les couches pourraient être formées par un assemblage concentrique d’une pluralité de tôles métalliques.
[0037] L’enroulement de tôle métallique formant la base 2 ne présente pas un rayon de courbure qui varie de façon linéaire. Au contraire, l’enroulement est formé d’une pluralité de parties plates séparées deux à deux par des lignes de pliures. A chaque couche, les lignes de pliure sont situées au niveau des lignes de pliure de la couche précédente.
[0038] La base 2 comprend ainsi une pluralité de portions angulaires 11 séparées les unes des autres par ces empilements de lignes de pliure. Sur les figures 1 et 2, la base 2 est plus spécifiquement formée de dix-huit portions angulaires 11 , s’étendant donc sur dix-huit secteurs angulaires autour de l’axe longitudinal A1 , chaque secteur angulaire ayant un angle d’ouverture de 20 degrés. Une portion angulaire 11 est ici définie comme un tronçon de la base 2 s’étendant sur toute l’épaisseur de la base 2, c’est-à-dire selon l’axe longitudinal A1 , et de la face interne 30 à la face externe 31 de la base 2. Chaque portion angulaire 11 comprend donc une pluralité de couches 10 de tôle métallique. Par exemple, sur la figure 2, trois couches 10 appartenant à la même portion angulaire 11 sont référencées. Une portion angulaire 11 comprend par exemple entre 80 et 400 couches 10.
[0039] Comme le montre la figure 2, au sein d’une portion angulaire 11 , les couches 10 sont empilées selon une direction sensiblement radiale A2, c’est-à-dire ici perpendiculaire à l’axe longitudinal A1 . Ici, un matériau électriquement isolant est placé entre les différentes couches 10 voisines. Des couches 10 voisines sont ici des couches 10 successives dans l’empilement formant une portion angulaire 11. Le matériau électriquement isolant est par exemple constituée d’un film fin déposé sur la tôle métallique avant enroulement. Le film est par exemple un film non- organique de 2 pm à 5 pm d’épaisseur qui se vitrifie lors du chauffage du stator à très haute température. Il permet de réduire les courants de Foucault dans le stator en fonctionnement.
[0040] On observe bien sur cette figure 2 que dans ce mode de réalisation, chaque couche 10 de chaque portion angulaire 11 est reliée par une ligne de pliure 20 à une couche 10 d’une portion angulaire 11 adjacente. Deux portions angulaires 11 adjacentes sont ici deux portions angulaires 11 situées côte à côte. A l’exception des deux couches 10 situées aux deux extrémités de l’enroulement, chaque couche 10 de chaque portion angulaire 11 est reliée par deux lignes de pliure 20 à deux couches 10 chacune située dans une des deux portions angulaires 11 adjacentes. [0041 ] Une ligne de pliure 20 est ici une section de tôle qui s’étend parallèlement à l’axe longitudinal A1 et qui est courbée autour d’un axe parallèle à cet axe A1 , c’est-à-dire qui présente une courbure non nulle dans un plan orthogonal à l’axe longitudinal A1. Ici, chaque pliure 20 présente ainsi sensiblement la forme d’un arc de cercle autour d’un axe parallèle à l’axe longitudinal A1 et situé entre l’axe longitudinal A1 et la pliure 20. L’ensemble des lignes de pliure 20 situées entre deux portions angulaires 11 adjacentes forme une zone de pliure 21 qui s’étend selon un plan radial. Par exemple, sur la figure 2, trois lignes de pliure 20 appartenant à la même zone de pliure 21 sont référencées.
[0042] Les lignes de pliure 20 sont spécifiquement situées au niveau des fixations des dents 4 sur la face d’extrémité 3 de la base 2. Ici, pour chaque paire de portions angulaires 11 adjacentes, les lignes de pliure 20 comprises entre les deux portions angulaires 11 font face à une même dent 4, voire sont au contact de cette dernière. Ici, comme illustré en figure 5, l’embase 41 de la dent 4 est située en vis-à-vis de la zone de pliure 21. Plus précisément, chaque dent 4 est centrée sur une zone de pliure 21 distincte.
[0043] Quel que soit le mode de réalisation de l’invention, au moins une couche 10 de chaque portion angulaire est plane. Puisque les couches 10 s’étendent selon l’axe longitudinal A1 , chaque couche plane 10 s’étend donc dans un plan parallèle à l’axe longitudinal A1 .
[0044] Dans un premier mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 2, toutes les couches 10 de chaque portion angulaire 11 sont planes. De plus, comme cela apparait sur la figure 2, toutes les couches 10 de chaque portion angulaire 11 sont sensiblement parallèles entre elles. Sensiblement parallèles signifie ici que les plans dans lesquelles s’étendent deux couches voisines sont soit strictement parallèles, soit très légèrement inclinés l’un par rapport à l’autre d’un angle inférieur à 1 degré.
[0045] Ici, pour chaque portion angulaire 11 , plus une couche plane 10 est distante de l’axe longitudinal A1 , plus sa longueur est grande. La longueur d’une couche plane 10 est définie entre les deux lignes de pliure 20 auxquelles elle est rattachée, c’est-à-dire ici définie comme sa dimension dans une direction sensiblement orthoradiale.
[0046] Dans ce premier mode de réalisation, toutes les lignes de pliure 20 d’une zone de pliure 21 présentent une courbure sensiblement constante. Cela signifie, que dans un plan perpendiculaire à l’axe longitudinal A1 et passant par la base 2, les lignes de pliure 20 d’une même zone de pliure 21 présentent un profil sensiblement identique.
[0047] Chaque zone de pliure 21 présente, selon une direction orthoradiale qui lui est propre, une largeur constante. La largeur est ici la dimension de la zone de pliure 21 dans la direction orthoradiale associée.
[0048] Comme représenté en figure 2, la base 2 présente ici globalement la forme d’un octadécagone dont les sommets sont arrondis. De manière générale, dans ce premier mode de réalisation, la base 2 présente globalement la forme d’un polygone d’un nombre de côtés égale au nombre de portions angulaires 11 .
[0049] Deux couches planes 10 reliées entre elles par une même ligne de pliure 20 s’étendent dans deux plans inclinés l’un par rapport à l’autre.
[0050] Dans un deuxième mode de réalisation représenté en figure 3, chaque portion angulaire 11 comprend des couches 10 planes et des couches courbées 15. Les couches courbées 15 sont ici courbées vers l’intérieur autour d’un axe parallèle à l’axe longitudinal A1. Ici, chaque couche courbée 15 présente ainsi sensiblement la forme d’un arc de cercle autour d’un axe parallèle à l’axe longitudinal A1 et situé entre l’axe longitudinal A1 et la couche courbée. Pour chaque portion angulaire 11 , les couches courbées 15 présentent une courbure strictement positive sur l’intégralité de la portion angulaire 11 .
[0051 ] Dans l’exemple de la figure 3, chaque portion angulaire 11 comprend une moitié intérieure 12, proche de l’axe longitudinal A1 , qui comprend des couches planes 10 et une moitié extérieure 13, distante de l’axe longitudinal A1 , qui comprend des couches courbées 15.
[0052] La moitié intérieure 12 se présente sous la forme par exemple une base 2 selon le premier mode de réalisation. La moitié extérieure 13 se présente par exemple sous la forme d’une base conventionnelle cylindrique selon l’état de la technique actuel.
[0053] Les couches courbées 15 simplifient la fabrication de la base 2, la moitié extérieure 13 pouvant être fabriquée de façon conventionnelle, sans pliage. De plus, les couches courbées 15 étant situées en périphérie de la base, la contrainte en flexion sur la tôle métallique est modérée et la perte en termes de performances magnétiques est acceptable.
[0054] Dans ce deuxième mode de réalisation, comme le montre la figure 3, du fait de leur différence de formes, la moitié intérieure 12 et la moitié extérieure 13 délimitent entre elles un canal 5. Le canal 5 parcourt toute la circonférence de la base 2 globalement annulaire.
[0055] Le canal 5 est un espace libre qui peut par exemple servir à faire circuler un liquide de refroidissement. Le canal 5 peut aussi servir à insérer des moyens de fixations, par exemple pour fixer les dents 4 à la base 2 ou pour fixer le corps de stator 1 à un carter de protection.
[0056] Dans un troisième mode de réalisation représenté en figure 4, les lignes de pliure 20 sont de moins en moins courbées en s’éloignant de l’axe longitudinal A1 . Cela signifie que le rayon de courbure des lignes de pliure 20, dans un plan perpendiculaire à l’axe longitudinal A1 et passant par la base 2, croit avec la distance par rapport à l’axe longitudinal A1 .
[0057] Dans ce troisième mode de réalisation, pour chaque portion angulaire 11 , toutes les couches 10 sont planes. Chaque zone de pliure 21 présente, selon une direction orthoradiale qui lui est propre, une largeur qui croit avec la distance par rapport à l’axe longitudinal A1. La longueur des couches planes 10 d’une même portion angulaire 11 est ici sensiblement constante.
[0058] Comme cela ressort bien du procédé de fabrication décrit ultérieurement, ce troisième mode de réalisation permet de réduire le nombre d’étapes de pliage et permet donc de simplifier la fabrication de la base 2. En outre, les zones de pliures 20 sont certes plus larges mais situées principalement au niveau de la périphérie de la base 2, là où la contrainte en flexion sur la tôle métallique est modérée et la perte en termes de performances magnétiques est acceptable.
[0059] Dans un quatrième mode de réalisation non représenté, à la manière du deuxième mode de réalisation, la base comprend une moitié intérieure proche de l’axe longitudinal et une moitié extérieure éloignée de l’axe longitudinal. Dans chaque moitié, en s’éloignant de l’axe longitudinal, les pliures sont de moins en moins courbées. Cependant, pour chaque moitié, la courbe des pliures décroit à partir d’une courbure prédéterminée identique pour les deux moitiés.
[0060] Du fait de l’augmentation de la courbure des pliures en passant de la moitié intérieure et de la moitié extérieure, les deux moitiés permettent ici aussi de délimiter un canal.
[0061 ] Dans tous les modes de réalisation, il est prévu des reliefs en creux 6 sur la face d’extrémité 3 de la base 2. Chaque relief en creux 6 forme un renfoncement dans la base 2 par rapport à la face d’extrémité 3. En d’autres termes, un relief en creux 6 définit une diminution locale de l’épaisseur de la base 2. Ici, tous les reliefs en creux 6 sont identiques. En variante, la forme des reliefs en creux pourrait varier d’un relief à l’autre. Les reliefs en creux 6 peuvent présenter une surface avec des arêtes, comme dans l’exemple de la figure 5, ou encore une surface lisse.
[0062] Les reliefs en creux 6 sont ici situés au niveau de la fixation des dents 4 sur la base 2. Le corps de stator 1 présente ici un relief en creux 6 par dent 4. Chaque relief en creux est associé à une dent 4. Comme le montre bien la figure 5, chaque dent 4 présente une embase 41 de forme complémentaire conçue pour s’engager, partiellement ou jusqu’au contact de la base 2, dans son relief en creux 6 associé.
[0063] En pratique, le relief en creux présente ici un fond plat qui s’étend orthogonalement à l’axe longitudinal A1 , depuis la face interne 30 jusqu’à la face externe 31 du corps 2, et qui est flanquée de deux rebords inclinés à 45 degrés.
[0064] Dans l’exemple de la figure 5, la dent 4 est positionnée à distance de la base 2. L’espace libre entre l’embase 41 de la dent et la base 2 est ici rempli par un matériau adhésif 7, par exemple une colle inorganique thermodurcissable ou une colle de type époxy.
[0065] Comme cela apparait en figure 3, chaque relief en creux 6 recouvre la zone de pliure 21 en intégralité. Cela signifie que le relief en creux 6 est plus large que la zone de pliure 21 . En variante, le relief en creux pourrait être localisé entièrement à l’intérieur de la zone de pliure.
[0066] Les reliefs en creux 6 permettent d’améliorer la fixation des dents 4 sur la base 2, par exemple en augmentant la surface de collage. Les reliefs en creux 6 permettent également d’améliorer la circulation du flux magnétique au niveau des dents d’une part car ils réduisent le volume de la zone de pliure 21 .
[0067] Dans tous les modes de réalisation, la tôle métallique présente ici des microstructures cristallines anisotropes. La tôle est alors dite « à grain orienté ». Ces microstructures, qui peuvent par exemple être des rainures obtenues par un laminage spécifique, permettent de réduire la résistance au flux magnétique de la tôle dans une direction donnée.
[0068] Ici, chaque couche plane 10 présente un grain orienté sensiblement parallèlement à la face d’extrémité 3 et au plan dans lequel s’étend cette couche plane 10. En tout point d’une couche 10 ou d’une ligne de pliure 20, le grain est ici orienté parallèlement à la face d’extrémité 3 et tangentiellement à la couche 10 ou à la ligne de pliure 20. Cela signifie que le grain des couches 10 est donc orienté dans une direction sensiblement orthoradiale.
[0069] Dans une tôle a grain orienté, la conductivité magnétique est grandement améliorée dans la direction des grains. Par conséquent la base 2 présente ici une grande conductivité magnétique tangentiellement à l’enroulement de la tôle, c’est- à-dire selon des directions sensiblement orthoradiale.
[0070] Dans les portions angulaires 11 , cette orientation du grain permet une meilleure circulation du flux entre deux dents 4 adjacentes. Les tôles à grain orienté voient leurs performances magnétiques fortement réduites lorsqu’elles sont courbées. Les couches planes 10 permettent donc de limiter la diminution de la performance magnétique de la tôle métallique à grain orienté.
[0071 ] Ici, les dents 4 comprennent aussi un empilement de tôle à grain orienté.
[0072] En variante, il est possible d’utiliser des tôles qui ne présentent pas un grain orienté.
[0073] Un procédé de fabrication d’un corps de stator tel que décrit supra est maintenant détaillé en référence aux figures 6 et 7.
[0074] Comme le montre la figure 6, le procédé comprend trois étapes principales :
- une étape e1 ) d’enroulement de la tôle métallique autour d’un support ;
- une étape e2) de pliage de la tôle métallique lors de l’enroulement ;
- une étape e3) de fabrication et de fixation des dents au niveau des pliures.
[0075] Ici, le support (non-représenté) est un polygone, s’étendant selon un axe de rotation correspondant à l’axe longitudinal A1 , présentant autant de côtés que le nombre de portions angulaires 11 de la base 2. Lors de l’étape e1 ), la tôle, originellement sensiblement plane (en pratique soit parfaitement plane, soit légèrement incurvée car enroulée autour de grosses bobines avec de très grands rayons de courbure), est roulée autour du support en rotation.
[0076] Lors de l’étape e2), au cours de l’enroulement, la tôle est pliée à des positions déterminées. Ces positions déterminées sont calculées avant l’enroulement de façon à agencer les lignes de pliure 20 formées les unes au contact des autres, par exemple pour que les lignes de pliure 20 d’une même zone de pliure 21 soient radialement alignées. Le pliage est ainsi réalisé à des intervalles de longueur de tôle s’allongeant progressivement au cours de l’enroulement.
[0077] L’étape e2) est ici réalisée au cours de l’enroulement, c’est-à-dire au cours de l’étape e1 ). L’étape 2) commence ici sensiblement au même moment que l’enroulement.
[0078] Les positions déterminées permettent aussi d’emboutir et découper ou d’usiner la tôle avant de l’enrouler pour former les reliefs en creux 6. Des encoches peuvent par exemple être réalisées sur un côté latéral de la tôle. Ces encoches peuvent plus spécifiquement être réalisées sur le côté de la tôle qui engendre la face d’extrémité 3 lors de l’enroulement. Ainsi, lors de l’enroulement, les encoches sont agencées les unes au contact des autres de façon à former les reliefs en creux 6. En variante, les reliefs en creux pourraient être usinés sur la face d’extrémité après l’enroulement de la tôle.
[0079] Comme illustré en figure 7, le pliage se fait sur toute la largeur de la tôle selon l’axe longitudinal A1 . Le pliage est ici réalisé en prenant la tôle en étaux par exemple au moyen d’un ensemble 8 comprenant une matrice et un poinçon. Cette matrice peut aussi servir à former les reliefs en creux 6 par exemple en emboutissant la tôle au moment où celle-ci est pliée.
[0080] Pour fabriquer une base 2 selon le premier mode de réalisation, la tôle est pliée tout au long de l’enroulement. La tôle est ici pliée avec un angle de pliage P sensiblement constant. L’angle de pliage est ici défini comme l’angle donné à la pliure qui fait face à l’axe longitudinal A1 . L’angle de pliage est ici égal à 360 degrés divisé par le nombre de dents 4.
[0081 ] Pour fabriquer une base 2 selon le deuxième mode de réalisation, il est possible de fabriquer, dans un premier temps, la moitié intérieure 12 de la base 2 et, dans un deuxième temps, la moitié extérieure 13 de la base 2. Lors de la fabrication de la moitié intérieure 12, la tôle est pliée tout au long de l’enroulement. Pour fabriquer la moitié extérieure 13, une autre tôle peut classiquement être enroulée sur un support cylindrique sans effectuer aucune pliure pendant l’enroulement. Une fois les deux moitiés fabriquées, la moitié intérieure 12 est imbriquée dans la moitié extérieure 13. La moitié extérieure 13 peut aussi être fabriquée en stoppant le pliage au cours de l’enroulement de la tôle.
[0082] Pour fabriquer une base 2 selon le troisième mode de réalisation (figure 4), il est possible de plier la tôle uniquement sur le premier tour ou les quelques premiers tours d’enroulement de la tôle, par exemple les 2 à 5 premiers. Ensuite, la tôle peut être enroulée sans être pliée. Elle épouse alors la forme périphérique courante de la base 2 en court d’enroulement ce qui génère des lignes de pliure 20 de moins en moins courbées.
[0083] Pour fabriquer une base 2 selon le troisième mode de réalisation (figure 4), il est aussi possible de plier la tôle tout au long de l’enroulement avec un angle de pliage variable, ici de plus en plus grand.
[0084] Pour fabriquer une base 2 selon le quatrième mode de réalisation (non représenté sur les figures), deux bases 2 selon le troisième mode de réalisation peuvent être fabriquées puis imbriquées l’une dans l’autre.
[0085] Lors de l’étape e3), les dents 4 sont fabriquées en empilant des sections d’une tôle plane et sont ensuite rapportées sur la base 2. Les dents 4 sont spécifiquement fixées au niveau des lignes de pliure 20. En variante, les dents pourraient être réalisées d’un seul tenant avec la base, par exemple en découpant des encoches sur les tôles métalliques avant de l’enrouler.
[0086] La présente invention n’est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l’homme du métier saura y apporter toute variante conforme à l’invention.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Corps de stator (1 ) pour machine électrique à flux axial comprenant :
- une base (2) comportant des couches (10, 15) de tôle métallique qui sont enroulées autour d’un axe longitudinal (A1 ), la base (2) présentant une face d’extrémité (3) sensiblement orthogonale à l’axe longitudinal (A1 ),
- des dents (4) réparties et fixées sur la face d’extrémité (3) de la base (2), caractérisé en ce que la base (2) comprend plusieurs portions angulaires (11 ) réparties autour de l’axe longitudinal (A1 ), chaque portion angulaire (11 ) comprenant au moins une desdites couches (10) qui est plane, ladite couche
(10) qui est plane se rattachant à une couche (10, 15) d’une portion angulaire (11 ) adjacente par une pliure (20) située au niveau de la fixation d’une desdites dents (4) à la base (2).
2. Corps de stator (1 ) selon la revendication 1 , dans lequel chaque portion angulaire
(11 ) comprend au moins une autre desdites couches (10) qui est plane et sensiblement parallèle à ladite couche (10) qui est plane.
3. Corps de stator (1 ) selon l’une des revendications 1 à 2, dans lequel chaque portion angulaire (11 ) comprend au moins encore une autre desdites couches (15) qui est courbée autour d’un axe parallèle à l’axe longitudinal (A1 ).
4. Corps de stator (1 ) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel la base (2) comprend, sur sa face d’extrémité (3), au moins un relief en creux (6), au moins une desdites dents (4) présentant une forme dont une partie est complémentaire de celle du relief en creux (6) et est emboitée dans le relief en creux (6).
5. Corps de stator (1 ) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel chaque portion angulaire (11 ) comprend au moins deux couches (10, 15) rattachées par au moins deux pliures (20) à au moins deux couches (10, 15) d’une portion angulaire adjacente (11 ), lesdites au moins deux pliures (20) présentant des rayons de courbure croissants avec leur distance par rapport à l’axe longitudinal (A1 ).
6. Corps de stator (1 ) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel chaque portion angulaire (11 ) comprend au moins deux couches (10, 15) rattachées par au moins deux pliures (20) à au moins deux couches (10, 15) d’une portion angulaire (11 ) adjacente, lesdites au moins deux pliures (20) présentant des rayons de courbure sensiblement constants. rps de stator (1 ) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel ladite couche
(10) qui est plane s'étend dans un plan parallèle à l’axe longitudinal (A1 ).rps de stator (1 ) selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel ladite couche
(10) qui est plane présente un grain orienté sensiblement parallèlement à la face d’extrémité (3) et au plan dans lequel s’étend ladite couche (10) qui est plane. rps de stator selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel chaque portion angulaire (11 ) comprend au moins deux couches (10, 15) de tôle métallique, deux couches (10, 15) voisines étant séparées par une couche électriquement isolante. rocédé de fabrication d’un corps de stator (1 ) selon l’une des revendications
1 à 9 comprenant les étapes suivantes : e1 ) enroulement des couches (10, 15) autour d’un support ; e2) lors de l’enroulement, pliage de la tôle métallique de manière à former les pliures (20) ; e3) fabrication des dents (4) et fixation des dents (4) sur la face d’extrémité (3).
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2382123A1 (fr) * 1977-02-24 1978-09-22 Novikov German Procede de fabrication d'un circuit magnetique enroule pour machine electrique
WO1992019035A1 (fr) * 1991-04-12 1992-10-29 Hisey Bradner L Machines dynamo-electriques comprenant des structures de stator efficaces au niveau energetique et procede de fabrication
CN108900057A (zh) * 2018-08-31 2018-11-27 沈阳工业大学 一种定子齿外侧连线正多边形的轴向磁通永磁电机
US20200021174A1 (en) * 2018-07-10 2020-01-16 Nawootec Co., Ltd. Axial motor for traction machine and apparatus for fabricating stator core thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2382123A1 (fr) * 1977-02-24 1978-09-22 Novikov German Procede de fabrication d'un circuit magnetique enroule pour machine electrique
WO1992019035A1 (fr) * 1991-04-12 1992-10-29 Hisey Bradner L Machines dynamo-electriques comprenant des structures de stator efficaces au niveau energetique et procede de fabrication
US20200021174A1 (en) * 2018-07-10 2020-01-16 Nawootec Co., Ltd. Axial motor for traction machine and apparatus for fabricating stator core thereof
CN108900057A (zh) * 2018-08-31 2018-11-27 沈阳工业大学 一种定子齿外侧连线正多边形的轴向磁通永磁电机

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