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EP3804085A1 - Stator de machine electrique tournante - Google Patents

Stator de machine electrique tournante

Info

Publication number
EP3804085A1
EP3804085A1 EP19727429.3A EP19727429A EP3804085A1 EP 3804085 A1 EP3804085 A1 EP 3804085A1 EP 19727429 A EP19727429 A EP 19727429A EP 3804085 A1 EP3804085 A1 EP 3804085A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sheet
notches
notch
winding
insulator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19727429.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jacques Saint-Michel
Xavier JANNOT
Olivier Gas
Nicolas Langlard
Sébastien DESURMONT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Moteurs Leroy Somer SAS
Skyazur SAS
Original Assignee
Moteurs Leroy Somer SAS
Skyazur SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Moteurs Leroy Somer SAS, Skyazur SAS filed Critical Moteurs Leroy Somer SAS
Publication of EP3804085A1 publication Critical patent/EP3804085A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/10—Applying solid insulation to windings, stators or rotors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/06—Embedding prefabricated windings in machines
    • H02K15/062—Windings in slots; salient pole windings
    • H02K15/065—Windings consisting of complete sections, e.g. coils, waves
    • H02K15/066—Windings consisting of complete sections, e.g. coils, waves inserted perpendicularly to the axis of the slots or inter-polar channels
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14—Stator cores with salient poles
    • H02K1/146—Stator cores with salient poles consisting of a generally annular yoke with salient poles
    • H02K1/148—Sectional cores
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/16—Stator cores with slots for windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/024—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies with slots
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/06—Embedding prefabricated windings in machines
    • H02K15/062—Windings in slots; salient pole windings
    • H02K15/064—Windings consisting of separate segments, e.g. hairpin windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/34—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation

Definitions

  • the present invention relates to rotating electrical machines and more particularly the stators of such machines. It also relates to the manufacturing processes of these machines.
  • the breech household notches completely open or semi-open towards the gap, so as to allow the introduction of windings.
  • the half-open notches receive electrical conductors of circular cross section arranged in bulk, while the open notches house electrical conductors of rectangular cross section, arranged in a row.
  • the electrical conductors are isolated from the stator mass by sheets inserted into the U-shaped slots and receiving the electrical conductors.
  • the windings of different phases are also separated from each other by an insulating sheet. The insulating sheet (s) must be held in position in the notches during insertion of the electrical conductors.
  • US Pat. No. 6,198,190 discloses a stator having semi-open recesses towards the air gap receiving U-shaped electrical conductors of rectangular cross-section. Such electrical conductors are inserted into the notches by sliding electrical conductors in the notches along the longitudinal axis of the notches. The electrical conductors are isolated from the stator mass and between them by an S-shaped insulation arranged in the notches. The insulation is inserted into the notches before the insertion of the electrical conductors.
  • the patent application LR 3,019,947 describes a stator comprising a toothed crown comprising teeth interconnected by material bridges and defining between them notches for receiving the coils, the notches being open radially outwards. The openings of the notches are closed by a yoke attached to the toothed crown.
  • the invention relates more particularly to the insulation of windings in the notches by limiting the risk of damage to the insulators while allowing a quick and easy installation of the coils in the notches.
  • the invention meets this need, according to a first aspect, using a method of manufacturing an electric machine stator, the method implementing:
  • a toothed crown comprising teeth interconnected by material bridges and defining between them notches open radially outwards, coils made out of the notches, and
  • a cylinder head configured to be attached to the crown
  • the cylinder head allows in particular to keep the windings in the notches after insertion.
  • the breech can be assembled to the crown in various ways.
  • notches open radially outwardly allows the coils to be inserted into the notches by a radial inward movement of the notches.
  • the installation of the coils is facilitated, firstly in that the access to the interior of the notches is easier, being open notches completely and towards the outside rather than the gap, and secondly in that the space available around the crown, for the necessary tools, is greater than the space available in the stator bore.
  • Fixing sheet insulators on the windings isolates the coils from the edges of the notch, but also to mechanically hold the conductors of the coils during the manufacture of the stator. This maintenance facilitates the insertion of the coils into the notches and reduces the space between the coils of the coil.
  • the insertion of the coils with the insulators in the notches is, in particular, made possible by the fact that the notches are open towards the outside, which increases the space available for inserting the windings. The risk of damage to the insulation is reduced.
  • the step of isolating the coils from the surface of the notches is performed out of the notches, which makes it easier and more reliable.
  • the method comprises a step of forming the windings prior to the step of fixing the insulators.
  • the method may comprise a step of sizing the sheet insulator or corresponding winding portions prior to the step of fixing the sheet insulator on each winding portion when the sheet insulator is not pre-glued. .
  • the step of fixing the sheet insulator on each of the winding portions may comprise the following sub-steps:
  • Such a folding method allows the sheet insulation to be pressed against the winding portion, which prevents the sheet insulation from being folded on the winding portion and limits the risk of deterioration of the insulating material.
  • the various steps of fixing the insulation can be performed using a suitable folding device comprising flaps for folding the sheet insulation on the side faces, drawers for folding the two sides of the sheet insulator on the second face and a holding tool for maintaining the winding in position and exerting pressure on the second face of the winding.
  • the presence of material bridges reduces the risk of loss of varnish in the air gap during the impregnation with a varnish of the complete stator. This reduces the need for cleaning.
  • the stator can be used as a closed impregnation chamber by sealing the ends of the stator only.
  • the tooling is thus simplified. This also reduces the amount of varnish lost and cleaning operations.
  • stator strongly reduces the electromagnetic disturbances related to the presence of the openings of the notches giving on the air gap in the prior art.
  • the absence of opening of the notches to the air gap reduces the pulsations of notches.
  • the electromagnetic performance of the machine is improved.
  • At least one notch may have opposite edges parallel to each other.
  • the width of the notches is preferably substantially constant over their entire height.
  • At least one tooth may be generally trapezoidal when observed in section in a plane perpendicular to the axis of the stator.
  • the material bridges each have a deformable zone, and preferably all the bridges of material each have a deformable zone.
  • deformable zone it includes a zone of the material bridge deforming preferentially during a relative movement of the teeth it connects. Deformation of the material bridge may result in an elongation or shortening the circumferential dimension of the material bridge, resulting in an elongation or shortening of the circumferential dimension of the crown.
  • the preferential deformation can result from a particular shape given to the bridge.
  • the deformable zone makes it possible to adapt to the mechanical stresses to which the crown is subjected during the assembly of the crown with the cylinder head. In addition, it allows if desired to have more open slots before mounting the cylinder head and therefore a greater clearance between the coils and the wall of the notches during the insertion of the coils, which facilitates it and reduces the risk of insulation damage.
  • the bridges of material each have a zone with reduced magnetic permeability, especially in the form of at least one localized narrowing, at least one localized crush, at least one opening or at least one localized treatment.
  • the area of reduced magnetic permeability of the material bridge is magnetically saturated during operation of the machine, which limits the passage of the flow and increases the efficiency of the machine.
  • the bottom of the notches each has at least one flat portion against which a winding, preferably of substantially rectangular section, is supported.
  • the flat portion or portions are substantially perpendicular to the radial axis of the notch.
  • the bottom of the notch may be flat, with the exception of a recess and / or a deformable zone.
  • the deformable zone or the recess preferably forms a clearance between the material bridge and the corresponding winding, which can facilitate the penetration of the varnish during the impregnation of the stator.
  • the crown has reliefs on its radially outer surface cooperating during the step of assembling the cylinder head on the crown with complementary reliefs of the cylinder head.
  • Such reliefs allow, by complementarity of shapes, to maintain the ring and the yoke fixed relative to each other.
  • the cooperating reliefs are preferably of the dovetail and mortise type.
  • the method may comprise a preliminary step of manufacturing the ring comprising a helical winding step of a sheet metal strip having teeth connected by the material bridges, the opposite edges of each notch becoming, preferably, substantially parallel between them when the band is rolled up on itself to form the crown.
  • the strip may be formed of sectors each having a plurality of teeth, the sectors being connected by links, these sectors being cut in a sheet metal strip.
  • the connections may be flexible bridges connecting the sectors to each other and / or parts of complementary shapes, for example of the dovetail and mortise type or complementary reliefs bearing against each other, especially when the crown is kept in compression by the cylinder head.
  • the complementary shapes can be on the material bridges so that the different sectors are assembled at the bridges of material.
  • the assembly of the complementary shapes of the different sectors is outside the deformable zones and / or reduced permeability of the material bridges. This facilitates assembly, especially in the case of large machines.
  • the sectors have recessed shapes cooperating with complementary projecting forms of an adjacent sector.
  • the step of manufacturing the crown may include a step of stacking precut magnetic sheets.
  • the ring may be manufactured by additive manufacturing, for example by sintering powder.
  • the cylinder head can be made by directly winding a sheet metal strip if its width allows it, forming or not in said sheet metal strip adapted slots during its cutting, so as to facilitate this winding, or by stacking magnetic sheets precut or cakes made by additive manufacturing, for example by sintering powder.
  • the coils can be arranged in the notches in a concentrated or distributed manner.
  • the coils are arranged in the notches in a distributed manner, in particular when the number of rotor poles is less than or equal to 8.
  • the windings each comprise at least one electrical conductor which may be in cross section of circular shape, or of polygonal shape, in particular with rounded edges, preferably of rectangular shape, this list not being limiting.
  • the conductors When the conductors are of circular cross section, they can be assembled according to a hexagonal winding. When the conductors are of polygonal cross section, they can be assembled to form a coil in one or more rows oriented radially. The optimization of the assembly can allow to have in the notches a larger amount of electrical conductors and thus to obtain a stator of greater power at constant volume.
  • the electrical conductors can be arranged randomly in the windings.
  • the electrical conductors are stored in the windings.
  • rows is meant that the conductors are not arranged in the bulk windings but in an orderly manner. They are stacked in the windings non-randomly, for example being arranged in one or more rows of aligned electrical conductors, in particular in one or two rows, preferably in a single row.
  • the electrical conductors are of rectangular cross section and the coils are wound on edge.
  • “singing” is meant the narrow face of the winding wire, as opposed to “flat”.
  • a winding wound on edge is a winding whose wire, oblong rectangular cross section, having a direction of elongation, in particular rectangular, is wound perpendicularly to the flat. The wire is thus wound around a winding axis perpendicular to the direction of elongation of its cross section.
  • the electrical conductors are preferably electrically isolated from the outside by an insulating coating, in particular an enamel.
  • the winding portions inserted in the notches are each separated from the inner surface of the notch by at least one thickness of the corresponding sheet insulation, better by at least two thicknesses of the corresponding sheet insulation.
  • Such insulating sheet allows better insulation of the windings relative to the notch.
  • each notch receives at least two winding portions, in particular at least two winding portions of different phases.
  • these two winding portions at least are superimposed radially in the notch.
  • the two winding portions of the same notch may be separated from each other by at least one thickness of sheet insulation, preferably at least two thicknesses of sheet insulation, better by at least four layers of sheet insulation. Between the two winding portions located in the same notch, the greater the number of sheet insulation thicknesses between them, the better the insulation.
  • the windings form on the outside notches of the buns.
  • the method may include a step of separating two coils of coils of different adjacent phases by an additional sheet insulator.
  • the additional sheet insulation may be fixed between the two buns on at least a portion of one of two buns in a crossing zone of the two buns.
  • the windings are not U-shaped pins ("U-pin” in English) nor I-shaped ("I-pin” in English).
  • the method may comprise a step of twisting the stator ("skewing" in English). Such twisting may help to clamp the coils into the notches and reduce the harmonic notches.
  • the sheet insulators may be any electrically insulating material, preferably flexible, especially aramid, for example Nomex®, or aramid laminate and polyester or polyimide, for example a laminate Nomex® NMN type (Nomex®-Mylar®-Nomex®) or NKN (Nomex®-Kapton®-Nomex®) or Mica / polyester.
  • aramid for example Nomex®, or aramid laminate and polyester or polyimide
  • Nomex® NMN type Nomex®-Mylar®-Nomex®
  • NKN Nomex®-Kapton®-Nomex®
  • the sheet insulators extend over straight coil portions.
  • the sheet insulators extend only over portions of straight coils, the curved portions of the coils being devoid of insulating sheets.
  • the sheet insulators are fixed on the coils on at least a portion of their surface, better over their entire surface, by gluing.
  • the bonding of the sheet insulation can be done using an adhesive on all or part of the sheet insulation and / or all or part of the corresponding winding portion or an adhesive tape.
  • each sheet insulator is fixed on the winding portion at at least one of its longitudinal ends, preferably at its two longitudinal ends, by bonding with adhesive on the sheet insulator or directly on the coils or using at least one adhesive tape, for example straddling the sheet insulator and the winding portion.
  • each winding portion is covered by a single sheet insulator.
  • each winding portion is covered by at least two sheet insulators superimposed at least partially or with joined edges, in particular by two U-shaped sheet insulators fixed head-to-tail on the corresponding winding portion.
  • the sheet insulators extend, after insertion of the winding portions in the notches, over the entire height of the notches.
  • the sheet insulators protrude axially out of the notches on either side of the latter after insertion.
  • the insulators are of a height substantially equal to the height of the notches so that the insulators are fitted into the notches to not protrude from the latter. This can be advantageous in the case of low voltage machines.
  • the sheet insulators extend over a length greater than or equal to the height of the notches.
  • Each sheet insulator may have one or more windings around the corresponding winding portion.
  • the sheet insulators are at least one turn, more preferably at least two turns, of the corresponding winding portion.
  • the sheet insulators may each comprise two opposite longitudinal edges extending substantially along the longitudinal axis of the winding portion. associated.
  • the sheet insulators are aramid or laminate aramid and polyester or polyimide.
  • the winding portions are of rectangular cross-section and the two opposite longitudinal edges of each sheet insulator extend on the same face of the corresponding winding portion.
  • each sheet insulator may be in contact with each other on said face. In this case, the sheet insulators make a turn of the corresponding winding portion.
  • each sheet insulator can be superposed at least in part on itself.
  • the sheet insulators make more than one turn of the winding portion.
  • the insulation is then at least glued on its surface near at least one of the longitudinal edges.
  • the two longitudinal edges of the sheet insulator extend on the same face of the winding portion when the winding is of rectangular section.
  • the sheet insulator is in particular fixed on the winding portion using the method described above. In this case, only the two sides folded on the second face can be glued.
  • each winding portion is disposed in the corresponding notch so that the longitudinal edges of the corresponding sheet insulation extend over one face of the winding portion facing the opening of the notch or towards a portion of a winding, in particular of different phase, inserted in the same notch.
  • each coil portion is arranged in the corresponding notch so that the longitudinal edges of the insulator corresponding sheet extend on one side of the winding portion oriented towards the opening of the notch.
  • the two winding portions of different phases are then separated by two thicknesses of sheet insulation with at least one of the thicknesses of insulation which is continuous.
  • each winding portion is arranged in the corresponding notch so that the edges longitudinal portions of the corresponding sheet insulation extend on one face of the winding portion facing the other winding portion, in particular of different phase.
  • the windings of different phases are then separated by four thicknesses of insulation.
  • each notch receives at least two coils
  • the longitudinal edges of each sheet insulator may be spaced apart from one another by a distance less than the width of the face on which they overlap and each coiling portion is disposed in the corresponding notch so that the longitudinal edges of the corresponding sheet insulator extend over a face of the winding portion facing the opening of the notch.
  • the two winding portions of different phases are then separated by two thicknesses of sheet insulator with at least one of the insulation thicknesses which is continuous.
  • the sheet insulation may be in the form of a tape wrapped around the coil portion.
  • the sheet insulator makes a plurality of turns of the corresponding winding portion.
  • the tape is superimposed on itself from one turn to the other of the winding portion.
  • the sheet insulation is preferably made of mica / polyester
  • stator comprising:
  • a radially inner crown comprising:
  • windings arranged in the notches with notches at least one winding of a first phase and a winding of a second phase different from the first phase, these windings being separated in the notch by at least two thicknesses of one or more sheet insulators, a sheet insulator at least partially surrounding each of these coils.
  • the invention also relates to a rotating electrical machine comprising a stator as defined above.
  • the machine can be synchronous or not.
  • the machine can be reluctant. It can constitute a synchronous motor.
  • the rotating electrical machine may comprise a wound rotor or permanent magnets.
  • FIG. 1 is a schematic and partial perspective view of a stator according to the invention, the yoke being partially attached to the crown,
  • FIG. 2 represents a schematic cross-sectional view of the stator of FIG. 1,
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of the stator ring with the windings
  • FIG. 4 is a detail of a cross-sectional view of FIG. 3,
  • FIG. 5 represents a detail of FIG.
  • FIGS. 6A to 6C represent variants of FIG. 4,
  • FIGS. 7 and 8 show variants for fixing the insulating sheet on a winding portion
  • FIG. 9 illustrates a method of fixing the insulation on the winding portion.
  • FIGS. 1 to 5 show a stator 2 of a rotating electrical machine.
  • the stator makes it possible to generate a rotating magnetic field driving a rotor in rotation, in the context of a motor, and in the case of an alternator, the rotation of the rotor induces an electromotive force in the stator windings.
  • the stator 2 comprises windings 22, which are arranged in notches 21 formed between teeth 23 of a toothed crown 25.
  • the notches 21 are closed on the air gap side by material bridges 27, each connecting two consecutive teeth of the ring 25 and have a radial opening 28 towards the outside of the ring 25.
  • the stator 2 comprises a yoke 29 attached to the ring 25.
  • the yoke 29 has recesses 50 recessed mortise type cooperating with protruding reliefs of the dovetail type 52 of the ring gear 25 for mounting the cylinder head 29 on the crown 25.
  • the notches 21 are, in the example described, with radial edges 33 parallel to each other and are, in section in a plane perpendicular to the axis of rotation X of the machine, of substantially rectangular shape.
  • the bottoms of the notches 35 are of a shape substantially complementary to that of the coils 22.
  • the bottoms of the notches 35 have two flat portions 30 on either side of the recess 40, against which the coils 22 rectangular are in support.
  • the bottoms of the notches 35 are connected to the radial edges 33 by rounded edges 36.
  • the material bridges 27 may be of constant thickness as illustrated and be substantially non-deformable.
  • the material bridges 27 each have a zone of reduced magnetic permeability, in particular a localized narrowing, a crushing of the material, a localized treatment or one or more openings, allowing a magnetic saturation of the sheet, which limits the passage of the magnetic flux, and / or each have a deformable zone for varying the circumferential diameter of the ring 25.
  • the ring 25 and / or the yoke 29 are each formed of a stack of magnetic sheets stacked along the X axis, the sheets being for example identical and superimposed exactly. They can be held together by clipping, rivets, tie rods, welds and / or any other technique.
  • the magnetic sheets are preferably magnetic steel.
  • the ring 25 and / or the yoke 29 may also be formed of one or more cut sheet metal strips wound on themselves.
  • the coils 22 may be arranged in the notches 21 in a concentrated or distributed manner, preferably distributed.
  • the electrical conductors 34 of the windings 22 are arranged in the notches in a row.
  • the electrical conductors 34 are preferably of flattened rectangular cross-section and are superimposed radially, for example in a single row. They are superimposed on each other by the dish.
  • the coils 22 are said wound on edge.
  • the coils 22 may be, in cross section, of substantially rectangular shape.
  • the coils 22 have a single radial row of electrical conductors 34.
  • the coils 22 may comprise a plurality of radial rows of electrical conductors, for example two rows of electrical conductors.
  • Each notch 21 may receive two winding portions 22a and 22b stacked with different phases.
  • Each coil 22 may, in cross section, be of substantially rectangular shape.
  • each notch 21 receives two winding portions 22a and 22b of different phases.
  • Each winding portion 22a and 22b intended to be engaged in a notch 21 is surrounded by an insulating sheet 37a and 37b for isolating the windings of the walls 33 and 36 of the notch and to isolate the winding portions. 22a and 22b of different phases between them.
  • the coils 22 are formed out of the notches 21 and their portions 22a and 22b intended to be engaged in the notches are each surrounded by an insulating sheet 37a or 37b.
  • the insulating sheet 37a or 37b is glued on at least a part of its surface and the winding portions 22a and 22b with the insulated sheets 37a and 37b are inserted in the notches 21. This operation is facilitated by the fact that the notches 21 are fully radially outwardly open.
  • Each insulating sheet 37a or 37b extends over the entire height of the winding portion 24a or 24b inserted into the corresponding notch 21.
  • the insulating sheets 37a or 37b may extend axially out of the notches 21 on either side of the ring 25.
  • the insulating sheets 37ae and 37b may have an adhesive layer over their entire surface, making it possible to fix them by gluing on the winding portion 24a and 24b corresponding.
  • the insulating sheets 37a and 37b are attached to the winding portions 22a and 22b by any other means.
  • the insulating sheets 37a and 37b may be aramid, for example Nomex®, or laminated with aramid and polyester or polyimide, for example a laminate Nomex® NMN (Nomex®-Mylar®) Nomex®) or NKN (Nomex®-Kapton®-Nomex®)
  • each insulating sheet 37a or 37b may be wound on two turns around the corresponding winding portion 22a or 22b.
  • the winding portion 22a or 22b is then isolated from the notch 21 by two thicknesses of the corresponding insulating sheet 37a or 37b.
  • the longitudinal edges 54a or 54b of the insulating sheets 37a or 37b extend on the same face 60a or 60b of the winding portion 24, in particular on a face 60a or 60b of the winding 22 corresponding to the flat of the electrical conductors 34.
  • Winding portions 22a and 22b are oriented in the notches 21 so that the faces 60a face the faces 60b.
  • the winding portions 22a and 22b of different phases of the same notch are separated from each other by two thicknesses of insulation 37a and by two thicknesses of insulation 37b, ie four thicknesses of insulation.
  • the coils 22 form bunches 56 outside the notches.
  • the bunches 56 of coils 22 of different adjacent phases have portions of connections 58 devoid of any insulation.
  • the rotor 1 shown in FIG. 1 comprises a central opening 5 for mounting on a shaft and comprises a rotor magnetic mass 3 extending axially along the axis of rotation X of the rotor, this rotor mass being for example formed by a package of magnetic sheets stacked along the X axis, the sheets being for example identical and superimposed exactly.
  • the rotor 1 comprises for example a plurality of permanent magnets 7 arranged in housings 8 of the rotor magnetic mass 3. In a variant, the rotor is wound.
  • the stator can be obtained by means of the manufacturing method which will now be described.
  • the coils 22 are wound, in particular on edge, by winding the electrical conductors 34.
  • the coils 22 have rectilinear portions 22a and 22b intended to be inserted into the notches 21. These rectilinear portions 24 are surrounded by an insulator 37a or 37b under sheet form, each sheet of insulation 37a or 37b being as previously described
  • the insulation sheets 37a or 37b are fixed on the corresponding winding portion 22a or 22b by gluing or other means.
  • the insulating sheets 37a or 37b make it possible to isolate the windings vis-à-vis the bundle of sheets and between them.
  • the sheet insulators 37a and 37b can be fixed on the winding portions 22a and 22b by the method illustrated in FIG. 9:
  • the sheet insulator 37a is first laid flat on a plate of a not shown folding device.
  • a first face 80a of the winding portion 22a to be insulated is placed on the insulator by applying a pressure P with the aid of a holding tool on a second face 81 opposite the first face 80,
  • the free pan of the sheet insulator 37a extending from the face 82 is folded on the second face 81 with a sliding drawer along the second face 81 from the face 82 or a flap of the plate of the folding device,
  • step E the free pan of the sheet insulator 37a extending from the face 83 is folded over the portion of the sheet insulator folded in step D on the second face 81.
  • This step is performed using a drawer sliding along the second face 81 from the face 83,
  • a pressure P is applied to the second face 81 by means of the tool for holding the folding device.
  • the sheet insulation 37a is glued.
  • the winding portion 22a is glued and a layer of glue is placed on the sheet insulator superimposed on the second face 81 between steps D and E to allow the attachment of the portion of the sheet insulation folded back to step E.
  • the invention is not limited to this method of gluing or the use of a gluing device, the gluing being carried out by hand.
  • the rectilinear portions 22a and 22b of the coils 22 surrounded by the insulating sheets 37a or 37b are inserted into the notches 21 of the ring 25 by a radially inward movement of the notches 21.
  • Two rectilinear portions of the windings 22 of the phases The two rectilinear portions 22a and 22b of coils 22 of a notch 21 are superimposed radially and oriented so that the faces 60 of the two coils are oriented towards one another.
  • the yoke 29 is attached to the ring 27 by sliding the dovetails 52 in the mortises 50.
  • the yoke 29 may be preheated in order to expand it and facilitate its insertion on the ring 25. After its insertion on the ring 25, it can retract while cooling, which allows a clearance between the ring 25 and the yoke 29 which is minimal.
  • the ring 25 can be cooled beforehand to retract it and facilitate the insertion of the cylinder head 29.
  • FIGS. 6A and 6B differ from those of FIGS. 1 to 5 in the manner in which the insulating sheets 37a and 37b are wound on the winding portions 22a and 22b.
  • the insulating sheets 37a and 37b are wound around the corresponding winding portion 22a or 22b over a little more than one turn.
  • Each longitudinal edge 54a or 54b of the insulating sheet 37a or 37b is superimposed on a layer of the same insulating sheet 37a or 37b and on the same face 60a or 60b of the coils.
  • the winding portions 22a and 22b are isolated from the notch by a single thickness of insulation 37a or 37b and insulated from each other by two thicknesses of insulation 37a and by two thicknesses of insulation 37b, ie four thicknesses of insulation. insulating.
  • the insulating sheets 37a and 37b are wound so that their longitudinal edges 54a and 54b face each other on the faces 60a and 60b without being superimposed.
  • the winding portions 22a and 22b of a notch 21 are arranged in the notches 21 so that the faces 60a and 60b which are the longitudinal edges 54a and 54b of the sheet insulators 37a and 37b are both oriented toward the aperture 28.
  • the coil portions 22a and 22b are insulated from the notch 21 by a thickness of the insulating sheet 37a or 37b and insulated from each other by a discontinuous thickness of insulation 37b and a continuous thickness of insulation 37a.
  • the surface of the winding portion 22a or 22b may be glued instead of or in addition to gluing the sheet insulation.
  • each winding portion 22a and 22b is insulated from the outside by two U-shaped sheet insulators 37a or 37b.
  • the two sheet insulators 37a or 37b are arranged around the portion of the coil.
  • corresponding winding 22a or 22b being head to tail and overlapping at least partially, in particular overlapping on the faces 60a and 61a or 60b and 6lb oriented towards the air gap and the opening of the notch 21.
  • coil 22a and 22b are insulated from the notch 21 by a thickness of the insulating sheets 37a or 37b and insulated from each other by two thicknesses of insulators 37a and 37b, each of the thicknesses being formed by one of the sheet insulators 37a or 37b .
  • the sheet insulator 37a or 37b is not glued to the surface of the corresponding winding portion 22a but fixed by adhesive tape 62 at its two ends.
  • the sheet insulator 37a or 37b is an adhesive tape which is surrounded around the winding portion 22a.
  • the adhesive tape is preferably made of mica / polyester.
  • the invention is not limited to the embodiments that have just been described, and the rotor can be wound rather than permanent magnets.

Landscapes

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un stator (2) de machine électrique, le procédé mettant en œuvre : - une couronne dentelée (25) comportant des dents (23) reliées entre elles par des ponts de matière et définissant entre elles des encoches (21) ouvertes radialement vers l'extérieur, - des bobinages (22) réalisés hors des encoches (21), et - une culasse (29) configurée pour être rapportée sur la couronne dentelée (25), le procédé comportant: ° la fixation d'au moins un isolant en feuille sur au moins une portion de chacun des bobinages (22a, 22b), ° l'insertion desdites portions de bobinage (22a, 22b) avec les isolants dans les encoches (21) par un déplacement radial dirigé vers l'intérieur des encoches (21), et ° l'assemblage de la culasse (29) sur la surface radialement extérieure de la couronne (25) pour fermer radialement les encoches (21).

Description

STATOR DE MACHINE ELECTRIQUE TOURNANTE
La présente invention concerne les machines électriques tournantes et plus particulièrement les stators de telles machines. Elle concerne également les procédés de fabrication de ces machines.
Dans la plupart des stators connus, la culasse ménage des encoches totalement ouvertes ou semi-ouvertes en direction de l’entrefer, de manière à permettre l’introduction des bobinages. Généralement, les encoches semi-ouvertes reçoivent des conducteurs électriques de section transversale circulaire disposés en vrac, tandis que les encoches ouvertes logent des conducteurs électriques de section transversale rectangulaire, disposés de manière rangée. Dans les deux cas, les conducteurs électriques sont isolés de la masse statorique par des feuilles insérées dans les encoches en U et recevant les conducteurs électriques. Dans le cas d’une encoche recevant deux bobinages de phases différentes, les bobinages de phases différentes sont également séparés entre eux par une feuille isolante. La ou les feuilles isolantes doivent être maintenues en position dans les encoches pendant l’insertion des conducteurs électriques.
Le brevet US 6 198 190 décrit un stator présentant des encoches semi-ouvertes vers l’entrefer recevant des conducteurs électriques en forme de U et de section transversale rectangulaire. De tels conducteurs électriques sont insérés dans les encoches par coulissement des conducteurs électriques dans les encoches selon l’axe longitudinal des encoches. Les conducteurs électriques sont isolés de la masse statorique et entre eux par un isolant en S disposé dans les encoches. L’isolant est inséré dans les encoches avant l’insertion des conducteurs électriques.
La demande de brevet LR 3 019 947 décrit un stator comportant une couronne dentelée comportant des dents reliées entre elles par des ponts de matière et définissant entre elles des encoches de réception des bobines, les encoches étant ouvertes radialement vers l’extérieur. Les ouvertures des encoches sont fermées par une culasse rapportée sur la couronne dentelée.
Il existe un besoin pour bénéficier d’un procédé de fabrication d’un stator de machine électrique tournante permettant un remplissage facile et efficace des encoches, tout en assurant des performances électromagnétiques satisfaisantes. L’invention vis plus particulièrement à réaliser l’isolation des bobinages dans les encoches en limitant au mieux les risques d’endommagement des isolants tout en permettant une mise en place rapide et facile des bobinages dans les encoches.
Procédé
L’invention répond à ce besoin, selon un premier aspect, à l’aide d’un procédé de fabrication d’un stator de machine électrique, le procédé mettant en œuvre :
une couronne dentelée comportant des dents reliées entre elles par des ponts de matière et définissant entre elles des encoches ouvertes radialement vers l’extérieur, des bobinages réalisés hors des encoches, et
une culasse configurée pour être rapportée sur la couronne,
le procédé comportant les étapes suivantes
• la fixation d’au moins un isolant en feuille sur au moins une portion de chacun des bobinages,
• l’insertion desdites portions de bobinage avec les isolants en feuille dans les encoches par un déplacement radial dirigé vers l’intérieur des encoches, et
• l’assemblage de la culasse sur la couronne pour fermer radialement les encoches.
La culasse permet notamment de maintenir les bobinages dans les encoches après leur insertion. La culasse peut être assemblée à la couronne de diverses manières.
Le fait que les encoches soient ouvertes radialement vers l’extérieur permet que les bobinages soient insérés dans les encoches par un déplacement radial vers l’intérieur des encoches. L’installation des bobinages est facilitée, d’une part en ce que l’accès à l’intérieur des encoches est plus aisé, s’agissant d’encoches ouvertes totalement et en direction de l’extérieur plutôt que vers l’entrefer, et d’autre part en ce que l’espace disponible autour de la couronne, pour les outillages nécessaires, est plus important que l’espace disponible dans l’alésage du stator.
La fixation des isolants en feuille sur les bobinages permet d’isoler les bobinages des bords de l’encoche, mais aussi de tenir mécaniquement les conducteurs des bobinages pendant la fabrication du stator. Ce maintien facilite l’insertion des bobinages dans les encoches et réduit l’espace entre les spires du bobinage.
L’insertion des bobinages avec les isolants dans les encoches est, en particulier, rendue possible par le fait que les encoches sont ouvertes vers l’extérieur, ce qui augmente l’espace disponible pour l’insertion des bobinages. Le risque d’endommagement de l’isolant est réduit. De plus, l’étape d’isolation des bobinages par rapport à la surface des encoches est effectuée hors des encoches, ce qui la rend plus facile et plus fiable.
Enfin, une telle isolation permet d’augmenter les possibilités d’arrangement des isolants sur les bobinages car il n’est plus nécessaire que les isolants s’ouvrent vers l’ouverture de l’encoche pour permettre l’insertion des conducteurs électriques. Ceci permet une meilleure isolation des bobinages.
Le procédé comporte une étape de formation des bobinages préalablement à l’étape de fixation des isolants.
Le procédé peut comporter une étape d’encollage de l’isolant en feuille ou des portions de bobinage correspondantes préalable à l’étape de fixation de l’isolant en feuille sur chaque portion de bobinage lorsque l’isolant en feuille n’est pas préencollé.
Dans le cas où le bobinage est de section sensiblement rectangulaire, l’étape de fixation de l’isolant en feuille sur chacune des portions de bobinage peut comporter les sous-étapes suivantes :
positionnement de l’isolant en feuille à plat,
positionnement d’une première face du bobinage sur l’isolant en feuille, notamment au centre de l’isolant en feuille, en appuyant la portion de bobinage en contact avec l’isolant en feuille, notamment en appliquant une pression sur une deuxième face opposé à la première face, pour maintenir le contact entre l’isolant en feuille et la première face du bobinage,
application des deux côtés libres de l’isolant en feuille sur deux faces opposées latérales du bobinage,
rabat d’un des pans de l’isolant en feuille libre sur la deuxième face puis rabat du pan de l’isolant en feuille libre restant sur la deuxième face, l’isolant en feuille étant d’une largeur par rapport au bobinage correspondant telle que ses extrémités se superposent à la deuxième face, et
application d’une pression sur la deuxième face du bobinage.
Un tel procédé de pliage permet que l’isolant en feuille soit bien plaqué contre la portion de bobinage, ce qui évite la formation de pli de l’isolant en feuille sur la portion de bobinage et limite les risques de détérioration de l’isolant en feuille lors de l’insertion des bobinages dans les encoches et lors du montage de la culasse sur la couronne. Les différentes étapes de fixation de l’isolant peuvent être effectuées à l’aide d’un dispositif de pliage adapté comportant des rabats permettant de rabattre l’isolant en feuille sur les faces latérales, des tiroirs permettant de rabattre les deux pans de l’isolant en feuille sur la deuxième face et un outil de maintien permettant de maintenir le bobinage en position et d’exercer une pression sur la deuxième face du bobinage. De plus, la présence des ponts de matière réduit le risque de perte de vernis dans l’entrefer lors de l’imprégnation par un vernis du stator complet. Ceci permet de réduire le besoin de nettoyage.
Elle permet également de réduire la fuite du vernis dans l’entrefer pendant le fonctionnement e la machine sur laquelle le stator est monté. Ceci simplifie la maintenance de la machine.
Le terme « vernis » doit ici s’entendre avec un sens large et couvre tout type de matériau d’imprégnation, notamment polymère.
Le stator peut être utilisé comme une enceinte fermée d’imprégnation en assurant une étanchéité aux extrémités du stator seulement. L’outillage est ainsi simplifié. Ceci réduit également la quantité de vernis perdue et les opérations de nettoyage.
En outre, un tel stator réduit fortement les perturbations électromagnétiques liées à la présence des ouvertures des encoches donnant sur l’entrefer dans l’art antérieur. L’absence d’ouverture des encoches vers l’entrefer permet de réduire les pulsations d’encoches. Les performances électromagnétiques de la machine sont améliorées.
Stator
Encoche
Au moins une encoche, mieux toutes les encoches, peuvent être à bords opposés parallèles entre eux. La largeur des encoches est, de préférence, sensiblement constante sur toute leur hauteur.
Au moins une dent, mieux toutes les dents, peuvent être de forme générale trapézoïdale lorsqu’observée en section dans un plan perpendiculaire à l’axe du stator.
De préférence, plusieurs ponts de matière présentent chacun une zone déformable, et de préférence, tous les ponts de matière présentent chacun une zone déformable. Par « zone déformable », on comprend une zone du pont de matière se déformant de manière préférentielle lors d’un mouvement relatif des dents qu’il relie. La déformation du pont de matière peut se traduire par un allongement ou un raccourcissement de la dimension circonférentielle du pont de matière, ce qui entraîne un allongement ou un raccourcissement de la dimension circonférentielle de la couronne. La déformation préférentielle peut résulter d’une forme particulière donnée au pont.
La zone déformable permet de s’adapter aux contraintes mécaniques subies par la couronne lors de l’assemblage de la couronne avec la culasse. De plus, cela permet si on le souhaite d’avoir des encoches plus ouvertes avant montage de la culasse et donc un jeu plus important entre les bobinages et la paroi des encoches lors de l’insertion des bobinages, ce qui facilite celle-ci et réduit le risque d’endommagement des isolants.
De préférence, les ponts de matière présentent chacun une zone à perméabilité magnétique réduite, notamment sous la forme d’au moins un rétrécissement localisé, d’au moins un écrasement localisé, d’au moins une ouverture ou d’au moins un traitement localisé. La zone à perméabilité magnétique réduite du pont de matière est saturée magnétiquement lors du fonctionnement de la machine, ce qui limite le passage du flux et augmente l’efficacité de la machine.
De préférence, le fond des encoches présente chacun au moins une portion plane contre laquelle un bobinage, de préférence de section sensiblement rectangulaire, est en appui. La ou les portions planes sont sensiblement perpendiculaires à l’axe radial de l’encoche.
Le fond de l’encoche peut être plat, à l’exception d’un renfoncement et/ou d’une zone déformable.
La zone déformable ou le renfoncement forme, de préférence, un jeu entre le pont de matière et le bobinage correspondant, ce qui peut faciliter la pénétration du vernis lors de l’imprégnation du stator.
Ceci permet un bon remplissage des encoches par les bobinages dans le cas de bobinages de section transversale rectangulaire, en permettant aux bobinages de prendre appui à plat dans le fond de l’encoche.
Interface culasse - couronne
De préférence, la couronne présente des reliefs sur sa surface radialement extérieure, coopérant lors de l’étape d’assemblage de la culasse sur la couronne avec des reliefs complémentaires de la culasse. De tels reliefs permettent, par complémentarité de formes, de maintenir la couronne et la culasse fixes l’un par rapport à l’autre. Les reliefs coopérants sont, de préférence, du type queue d’aronde et mortaise. Le procédé peut comporter une étape préalable de fabrication de la couronne comportant une étape d’enroulement en hélice d’une bande de tôle comportant des dents reliées par les ponts de matière, les bords opposés de chaque encoche devenant, de préférence, sensiblement parallèles entre eux lorsque la bande est enroulée sur elle-même pour former la couronne.
En variante, la bande peut être formée de secteurs comportant chacun plusieurs dents, les secteurs étant reliés par des liaisons, ces secteurs étant découpés dans une bande de tôle. Les liaisons peuvent être des ponts flexibles reliant les secteurs entre eux et/ou des parties de formes complémentaires, par exemple du type queue d’aronde et mortaise ou des reliefs complémentaires venant en appui l’un contre l’autre, notamment lorsque la couronne est maintenue en compression par la culasse.
Les formes complémentaires peuvent être sur les ponts de matière de sorte que les différents secteurs sont assemblés au niveau des ponts de matière. De préférence, l’assemblage des formes complémentaires des différents secteurs se fait hors des zones déformables et/ou à perméabilité réduite des ponts de matière. Ceci facilite l’assemblage, notamment dans le cas de machines volumineuses. Par exemple, les secteurs présentent des formes en creux coopérant avec des formes en saillie complémentaires d’un secteur adjacent.
En variante, l’étape de fabrication de la couronne peut comporter une étape d’empilement de tôles magnétiques prédécoupées.
En variante encore, la couronne peut être fabriquée par fabrication additive, par exemple par frittage de poudre.
La culasse peut être réalisée en enroulant directement en hélice une bande de tôle si sa largeur le permet, en formant ou non dans ladite bande de tôle des fentes adaptées lors de sa découpe, de manière à faciliter cet enroulement, ou en empilant des tôles magnétiques prédécoupées ou des galettes réalisées par fabrication additive, par exemple par frittage de poudre.
Bobinages
Les bobinages peuvent être disposés dans les encoches de manière concentrée ou répartie.
Par « concentrée », on comprend que les bobinages sont enroulés chacun autour d’une seule dent. Par « répartie », on entend qu’au moins l’un des bobinages passe successivement dans deux encoches non adjacentes.
De préférence, les bobinages sont disposés dans les encoches de manière répartie, notamment lorsque le nombre de pôles du rotor est inférieur ou égal à 8.
Les bobinages comportent chacun au moins un conducteur électrique qui peut être en section transversale de forme circulaire, ou de forme polygonale, notamment à arêtes arrondies, préférentiellement de forme rectangulaire, cette liste n’étant pas limitative.
Lorsque les conducteurs sont de section transversale circulaire, ils peuvent être assemblés selon un bobinage hexagonal. Lorsque les conducteurs sont de section transversale polygonale, ils peuvent être assemblés pour former un bobinage en une ou plusieurs rangées orientées radialement. L’optimisation de l’assemblage peut permettre de disposer dans les encoches une plus grande quantité de conducteurs électriques et donc d’obtenir un stator de plus grande puissance, à volume constant.
Les conducteurs électriques peuvent être disposés de manière aléatoire dans les bobinages. De préférence, les conducteurs électriques sont rangés dans les bobinages. Par « rangés », on entend que les conducteurs ne sont pas disposés dans les bobinages en vrac mais de manière ordonnée. Ils sont empilés dans les bobinages de manière non aléatoire, étant par exemple disposés selon une ou plusieurs rangées de conducteurs électriques alignés, notamment selon une ou deux rangées, préférentiellement selon une unique rangée.
De préférence, les conducteurs électriques sont de section transversale rectangulaire et les bobinages sont bobinés sur chant. Par“chant”, on désigne la face étroite du fil du bobinage, par opposition à“plat”. Un bobinage bobiné sur chant est un bobinage dont le fil, de section transversale rectangulaire oblongue, présentant une direction d’élongation, notamment rectangulaire, est enroulé perpendiculairement au plat. Le fil est ainsi bobiné autour d’un axe de bobinage perpendiculaire à la direction d’élongation de sa section transversale.
Les conducteurs électriques sont de préférence isolés électriquement de l’extérieur par un revêtement isolant, notamment un émail.
De préférence, les portions de bobinage insérées dans les encoches sont séparées chacune de la surface intérieure de l’encoche par au moins une épaisseur de l’isolant en feuille correspondant, mieux par au moins deux épaisseurs de l’isolant en feuille correspondant. Un tel isolant en feuille permet une meilleure isolation des bobinages par rapport à l’encoche.
De préférence, lors de l’étape d’insertion des portions de bobinage, chaque encoche reçoit au moins deux portions de bobinage, notamment au moins deux portions de bobinage de phases différentes. De préférence, ces deux portions de bobinage au moins se superposent radialement dans l’encoche.
Les deux portions de bobinage de la même encoche peuvent être séparés entre elles par au moins une épaisseur d’isolant en feuille, de préférence au moins deux épaisseurs d’isolant en feuille, mieux par au moins quatre épaisseurs d’isolant en feuille. Entre les deux portions de bobinage situées dans une même encoche, plus le nombre d’épaisseurs d’isolant en feuille entre-elles est grand, meilleure est l’isolation.
Les bobinages forment à l’extérieur des encoches des chignons.
Le procédé peut comporter une étape de séparation de deux chignons de bobinages de phases différents adjacents par un isolant en feuille additionnel. L’isolant en feuille additionnel peut être fixé entre les deux chignons sur au moins une partie d’un de deux chignons dans une zone de croisement des deux chignons.
De préférence, les bobinages ne sont pas en épingles en forme de U (« U-pin » en anglais), ni en forme de I (« I-pin » en anglais).
Le procédé peut comporter une étape de vrillage du stator (« skewing » en anglais). Un tel vrillage peut contribuer à serrer les bobinages dans les encoches et à réduire les harmoniques d’encoches.
Isolant
Les isolants en feuille peuvent être en tout matériau isolant électrique, de préférence souple, notamment en aramide, par exemple en Nomex®, ou en laminé d’aramide et de polyester ou de polyimide, par exemple en un laminé de Nomex® de type NMN (Nomex®-Mylar®-Nomex®) ou de type NKN (Nomex®-Kapton®-Nomex®) ou en Mica/polyester.
De préférence, les isolants en feuille s’étendent sur des portions de bobinage rectilignes. De préférence, les isolants en feuille s’étendent uniquement sur des portions de bobinages rectilignes, les portions courbées des bobinages étant dépourvues des isolants en feuilles.
De préférence, les isolants en feuille sont fixés sur les bobinages sur au moins une partie de leur surface, mieux sur toute leur surface, par collage. Le collage de l’isolant en feuille peut se faire à l’aide d’une colle sur tout ou partie de l’isolant en feuille et/ou sur tout ou partie de la portion de bobinage correspondante ou d’un ruban adhésif. En variante, chaque isolant en feuille est fixé sur la portion de bobinage à au moins l’une de ses extrémités longitudinales, de préférence à ses deux extrémités longitudinales, par collage à l’aide d’une colle sur l’isolant en feuille ou directement sur les bobinages ou à l’aide d’au moins un ruban adhésif, par exemple à cheval sur l’isolant en feuille et la portion de bobinage.
De préférence, chaque portion de bobinage est recouverte par un unique isolant en feuille.
En variante, chaque portion de bobinage est recouverte par au moins deux isolants en feuille se superposant au moins partiellement ou étant à bords joints, notamment par deux isolants en feuille en forme de U fixés tête-bêche sur la portion de bobinage correspondante.
De préférence, les isolants en feuille s’étendent, après insertion des portions de bobinage dans les encoches, sur toute la hauteur des encoches.
De préférence, les isolants en feuille dépassent axialement hors des encoches de part et d’autre de ces dernières après insertion.
En variante, les isolants sont d’une hauteur sensiblement égale à la hauteur des encoches de sorte que les isolants sont ajustés dans les encoches pour ne pas dépasser de ces dernières. Ceci peut être avantageux dans le cas des machines basse tension.
Les isolants en feuille s’étendent sur une longueur supérieure ou égale à la hauteur des encoches.
Chaque isolant en feuille peut présenter un ou plusieurs enroulements autour de la portion de bobinage correspondante. De préférence, les isolants en feuille font au moins un tour, mieux au moins deux tours, de la portion de bobinage correspondante.
Les isolants en feuille peuvent comporter chacun deux bords longitudinaux opposés s’étendant sensiblement selon l’axe longitudinal de la portion de bobinage associée. De préférence, dans ce cas, les isolants en feuille sont en aramide ou en laminé d’aramide et de polyester ou polyimide.
De préférence, les portions de bobinage sont de section transversale rectangulaire et les deux bords longitudinaux opposés de chaque isolant en feuille s’étendent sur une même face de la portion de bobinage correspondante.
Les bords longitudinaux de chaque isolant en feuille peuvent être en contact l’un de l’autre sur ladite face. Dans ce cas, les isolants en feuille font un tour de la portion de bobinage correspondante.
En variante, chaque isolant en feuille peut se superposer au moins en partie sur lui-même. Dans ce cas, les isolants en feuille font plus d’un tour de la portion de bobinage. De préférence, l’isolant est alors au moins encollé sur sa surface à proximité d’au moins l’un des bords longitudinaux.
De préférence, les deux bords longitudinaux de l’isolant en feuille s’étendent sur la même face de la portion de bobinage lorsque le bobinage est de section rectangulaire. L’isolant en feuille est notamment fixé sur la portion de bobinage à l’aide du procédé décrit précédemment. Dans ce cas, seuls les deux pans rabattus sur la deuxième face peuvent être encollés.
De préférence, chaque portion de bobinage est disposée dans l’encoche correspondante de sorte que les bords longitudinaux de l’isolant en feuille correspondant s’étendent sur une face de la portion de bobinage orientée vers l’ouverture de l’encoche ou vers une portion d’un bobinage, notamment de phase différente, insérée dans la même encoche.
De préférence, dans le cas où chaque encoche reçoit au moins deux bobinages et où les isolants font un tour de la portion de bobinage correspondante, chaque portion de bobinage est disposée dans l’encoche correspondante de sorte que les bords longitudinaux de l’isolant en feuille correspondant s’étendent sur une face de la portion de bobinage orientée vers l’ouverture de l’encoche. Les deux portions de bobinage de phases différentes sont alors séparées par deux épaisseurs d’isolant en feuille avec au moins l’une des épaisseurs d’isolant qui est continue.
De préférence, dans le cas où chaque encoche reçoit au moins deux bobinages et où chaque isolant fait plus d’un tour de la portion de bobinage correspondant, chaque portion de bobinage est disposée dans l’encoche correspondante de sorte que les bords longitudinaux de l’isolant en feuille correspondant s’étendent sur une face de la portion de bobinage orientée vers l’autre portion de bobinage, notamment de phase différente. Les bobinages de phases différentes sont alors séparés par quatre épaisseurs d’isolant.
En variante, dans le cas où chaque encoche reçoit au moins deux bobinages, les bords longitudinaux de chaque isolant en feuille peuvent être espacés entre eux d’une distance inférieure à la largeur de la face à laquelle ils se superposent et chaque portion de bobinage est disposée dans l’encoche correspondante de sorte que les bords longitudinaux de l’isolant en feuille correspondant s’étendent sur une face de la portion de bobinage orientée vers l’ouverture de l’encoche. Les deux portions de bobinage de phases différentes sont alors séparées par deux épaisseurs d’isolant en feuille avec au moins une des épaisseurs d’isolant qui est continue.
En variante, l’isolant en feuille peut se présenter sous la forme d’un ruban enroulé autour de la portion de bobinage. Dans ce cas, l’isolant en feuille fait une pluralité de tours de la portion de bobinage correspondante. De préférence, le ruban se superpose sur lui-même d’un tour sur l’autre de la portion de bobinage. Dans ce cas, l’isolant en feuille est de préférence en mica/polyester
Stator
L’invention a encore pour objet, selon un deuxième aspect, un stator comportant :
- une couronne radialement intérieure, comportant :
o des dents ménageant entre elles des encoches ouvertes radialement vers l’extérieur, et
o des ponts de matière reliant chacun deux dents adjacentes à leur base du côté de l'entrefer et définissant le fond de l’encoche entre ces dents, et
- une culasse radialement extérieure rapportée sur la couronne,
- des bobinages disposés dans les encoches, avec par encoche au moins un bobinage d’une première phase et un bobinage d’une deuxième phase différente de la première phase, ces bobinages étant séparés dans l’encoche par au moins deux épaisseurs d’un ou plusieurs isolants en feuille, un isolant en feuille entourant au moins partiellement chacun de ces bobinages.
Les caractéristiques décrites précédemment en relation avec le premier aspect de l’invention s’appliquent également à ce deuxième aspect. Machine et rotor
L’invention a encore pour objet une machine électrique tournante comportant un stator tel que défini précédemment. La machine peut être synchrone ou non. La machine peut être à réluctance. Elle peut constituer un moteur synchrone.
La machine électrique tournante peut comporter un rotor bobiné ou à aimants permanents.
Description détaillée
L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d’exemples de réalisation non limitatifs de celle-ci, et à l’examen du dessin annexé, sur lequel :
- la figure 1 est une vue schématique et partielle en perspective d’un stator selon l’invention, la culasse étant partiellement rapportée sur la couronne,
- la figure 2 représente une vue schématique en coupe transversale du stator de la figure 1 ,
- la figure 3 est une vue schématique en perspective de la couronne du stator avec les bobinages,
- le figure 4 est un détail d’une vue en coupe transversale de la figure 3,
- la figure 5 représente un détail de la figure 4,
- les figures 6A à 6C représentent des variantes de la figure 4,
- les figures 7 et 8 représentent des variantes de fixation de la feuille d’isolant sur une portion de bobinage, et
- la figure 9 illustre un procédé de fixation de l’isolant sur la portion de bobinage.
On a représenté aux figures 1 à 5 un stator 2 d’une machine électrique tournante. Le stator permet de générer un champ magnétique tournant d’entraînement d’un rotor en rotation, dans le cadre d’un moteur, et dans le cas d’un alternateur, la rotation du rotor induit une force électromotrice dans les bobinages du stator.
Les exemples illustrés ci-dessous sont schématiques et les dimensions relatives n’ont pas été nécessairement respectées.
Stator
Le stator 2 comporte des bobinages 22, lesquels sont disposés dans des encoches 21 ménagées entre des dents 23 d’une couronne dentelée 25. Les encoches 21 sont fermées du côté de l’entrefer par des ponts de matière 27, reliant chacun deux dents consécutives de la couronne 25 et présentent une ouverture radiale 28 vers l’extérieur de la couronne 25.
Le stator 2 comporte une culasse 29 rapportée sur la couronne 25. La culasse 29 présente des reliefs en retrait 50 du type mortaise coopérant avec des reliefs en saillie du type queue d’aronde 52 de la couronne dentelée 25 pour le montage de la culasse 29 sur la couronne 25.
Les encoches 21 sont, dans l’exemple décrit, à bords radiaux 33 parallèles entre eux et sont, en section dans un plan perpendiculaire à l’axe de rotation X de la machine, de forme sensiblement rectangulaire.
Les fonds des encoches 35 sont de forme sensiblement complémentaire de celle des bobinages 22. Dans l’exemple des figures 1 à 4, les fonds des encoches 35 présentent deux portions planes 30 de part et d’autre du renfoncement 40, contre lesquelles les bobinages 22 rectangulaires sont en appui. Les fonds des encoches 35 sont reliés aux bords radiaux 33 par des arrondis 36.
Les ponts de matière 27 peuvent être d’épaisseur constante comme illustré et être sensiblement non déformables. Dans une variante non illustrée, les ponts de matière 27 présentent chacun une zone à perméabilité magnétique réduite, notamment un rétrécissement localisé, un écrasement de la matière, un traitement localisé ou une ou plusieurs ouvertures, permetant une saturation magnétique de la tôle, ce qui limite le passage du flux magnétique, et/ou présentent chacun une zone déformable permettant de faire varier le diamètre circonférentiel de la couronne 25.
La couronne 25 et/ou la culasse 29 sont formées chacune d’un paquet de tôles magnétiques empilées selon l’axe X, les tôles étant par exemple identiques et superposées exactement. Elles peuvent être maintenues entre elles par clipsage, par des rivets, par des tirants, des soudures et/ou toute autre technique. Les tôles magnétiques sont de préférence en acier magnétique.
La couronne 25 et/ou la culasse 29 peuvent encore être formées d’une ou plusieurs bandes de tôle découpées enroulées sur elles-mêmes.
Bobinages et isolants
Les bobinages 22 peuvent être disposés dans les encoches 21 de manière concentrée ou répartie, de préférence répartie. Dans l’exemple illustré sur la figure 2, les conducteurs électriques 34 des bobinages 22 sont disposés dans les encoches de manière rangée.
Comme visible sur la figure 4, les conducteurs électriques 34 sont de préférence de section transversale aplatie, rectangulaire et sont superposés radialement par exemple en une seule rangée. Ils sont superposés entre eux par le plat. Les bobinages 22 sont dits enroulés sur chant. Les bobinages 22 peuvent être, en section transversale, de forme sensiblement rectangulaire.
Dans les exemples illustrés, les bobinages 22 présentent une seule rangée radiale de conducteurs électriques 34. Cependant, les bobinages 22 peuvent comporter une pluralité de rangées radiales de conducteurs électriques, par exemple deux rangées de conducteurs électriques.
Chaque encoche 21 peut recevoir deux portions de bobinage 22a et 22b empilées de phases différentes. Chaque bobinage 22 peut, en section transversale, être de forme sensiblement rectangulaire.
Dans l’exemple illustré sur la figure 4, chaque encoche 21 reçoit deux portions de bobinage 22a et 22b de phases différentes.
Chaque portion de bobinage 22a et 22b destinée à être engagée dans une encoche 21 est entourée d’une feuille d’isolant 37a et 37b permettant d’isoler les bobinages des parois 33 et 36 de l’encoche et d’isoler les portions de bobinage 22a et 22b de phases différentes entre elles.
Les bobinages 22 sont formés hors des encoches 21 et leurs portions 22a et 22b destinées à être engagées dans les encoches sont entourées chacune d’une feuille d’isolant 37a ou 37b. La feuille d’isolant 37a ou 37b est encollée sur au moins une partie de sa surface et les portions de bobinage 22a et 22b avec les feuilles d’isolant 37a et 37b collées sont insérées dans les encoches 21. Cette opération est facilitée par le fait que les encoches 21 sont ouvertes totalement radialement vers l’extérieur.
Chaque feuille d’isolant 37a ou 37b s’étend sur toute la hauteur de la portion de bobinage 24a ou 24b insérée dans l’encoche 21 correspondante. De préférence, et comme illustré sur la figure 3, les feuilles d’isolant 37a ou 37b peuvent s’étendre axialement hors des encoches 21 de part et d’autre de la couronne 25.
Les feuilles d’isolant 37ae et 37b peuvent avoir une couche adhésive sur toute leur surface, permettant de les fixer par collage sur la portion de bobinage 24a et 24b correspondante. En variante, les feuilles d’isolant 37a et 37b sont fixées sur les portions de bobinage 22a et 22b par tout autre moyen.
Les feuilles d’isolant 37a et 37b peuvent être en aramide, par exemple en Nomex®, ou en laminé d’ aramide et de polyester ou de polyimide, par exemple en un laminé de Nomex® de type NMN (Nomex®-Mylar®-Nomex®) ou de type NKN (Nomex®-Kapton®-Nomex®)
Comme cela est illustré sur les figures 4 et 5, chaque feuille d’isolant 37a ou 37b peut être enroulée sur deux tours autour de la portion de bobinage 22a ou 22b correspondante. La portion de bobinage 22a ou 22b est alors isolée de l’encoche 21 par deux épaisseurs de la feuille d’isolant 37a ou 37b correspondante.
Les bords longitudinaux 54a ou 54b des feuilles d’isolant 37a ou 37b s’étendent sur la même face 60a ou 60b de la portion de bobinage 24, en particulier sur une face 60a ou 60b du bobinage 22correspondant au plat des conducteurs électriques 34. Les portions de bobinage 22a et 22b sont orientées dans les encoches 21 de sorte que les faces 60a soient en vis-à-vis des faces 60b. Ainsi, les portions de bobinage 22a et 22b de phases différentes de la même encoche sont séparées entre elles par deux épaisseurs d’isolant 37a et par deux épaisseurs d’isolant 37b, soit quatre épaisseurs d’isolant.
Comme illustré à la figure 3, les bobinages 22 forment à l’extérieur des encoches des chignons 56.
Les chignons 56 de bobinages 22 de phases différentes adjacents présentent des portions de connexions 58 dépourvues de tout isolant.
Rotor
Le rotor 1 représenté à la figure 1 comporte une ouverture centrale 5 pour le montage sur un arbre et comporte une masse magnétique rotorique 3 s’étendant axialement selon l’axe de rotation X du rotor, cette masse rotorique étant par exemple formée par un paquet de tôles magnétiques empilées selon l’axe X, les tôles étant par exemple identiques et superposées exactement.
Le rotor 1 comporte par exemple une pluralité d’aimants permanents 7 disposés dans des logements 8 de la masse magnétique rotorique 3. En variante, le rotor est bobiné. Procédé de fabrication du stator et machine
Le stator peut être obtenu au moyen du procédé de fabrication qui va maintenant être décrit.
Les bobinages 22 sont bobinés, notamment sur chant, par enroulement des conducteurs électriques 34. Les bobinages 22 présentent des portions rectilignes 22a et 22b destinées à être insérées dans les encoches 21. Ces portions rectilignes 24 sont entourées d’un isolant 37a ou 37b sous forme de feuille, chaque feuille d’isolant 37a ou 37b étant telle que décrit précédemment Les feuilles d’isolant 37a ou 37b sont fixées sur la portion de bobinage 22a ou 22b correspondante par collage ou par un autre moyen. Les feuilles d’isolant 37a ou 37b permettent d’isoler les bobinages vis-à-vis du paquet de tôles et entre eux.
Les isolants en feuille 37a et 37b peuvent être fixés sur les portions de bobinages 22a et 22b par la méthode illustrée sur la figure 9 :
A. L’isolant en feuille 37a est tout d’abord disposé à plat sur une plaque d’un dispositif de pliage non représenté.
B. une première face 80a de la portion de bobinage 22a à isoler est posée sur l’isolant en appliquant une pression P à l’aide d’un outil de maintien sur une deuxième face 81 opposée à la première face 80,
C. les deux côtés libres de l’isolant en feuille 37a qui s’étendent de part et d’autre de la portion de bobinage 22a sont rabattus et plaqués simultanément ou non sur les faces latérales 82 et 83 à l’aide de rabats de la plaque du dispositif de pliage,
D. le pan libre de l’isolant en feuille 37a s’étendant de la face 82 est rabattu sur la deuxième face 81 à l’aide d’un tiroir coulissant le long de la deuxième face 81 à partir de la face 82 ou d’un rabat de la plaque du dispositif de pliage,
E. le pan libre de l’isolant en feuille 37a s’étendant de la face 83 est rabattu sur la portion de l’isolant en feuille rabattue à l’étape D sur la deuxième face 81. Cette étape est effectuée à l’aide d’un tiroir coulissant le long de la deuxième face 81 à partir de la face 83,
F. une pression P est appliquée sur la deuxième face 81 à l’aide de l’outil de maintien du dispositif de pliage.
Dans la méthode décrite ci-dessus, l’isolant en feuille 37a est encollé. Dans une variante, la portion de bobinage 22a est encollée et une couche de colle est disposée sur l’isolant en feuille se superposant à la deuxième face 81 entre les étapes D et E pour permettre la fixation de la portion de l’isolant en feuille rabattue à l’étape E.
L’invention n’est pas limitée à cette méthode de collage, ni à l’utilisation d’un dispositif de collage, le collage pouvant être effectué à la main.
Ensuite, les portions rectilignes 22a et 22b des bobinages 22 entourées des feuilles d’isolant 37a ou 37b sont insérées dans les encoches 21 de la couronne 25 par un déplacement radial vers l’intérieur des encoches 21. Deux portions rectilignes de bobinages 22 de phases différentes sont insérées successivement dans une même encoche 21. Les deux portions rectilignes 22a et 22b de bobinages 22 d’une encoche 21 sont superposées radialement et orientées de sorte que les faces 60 des deux bobinages soient orientées l’une vers l’autre.
Dans une étape supplémentaire, la culasse 29 est rapportée sur la couronne 27 par coulissement des queues d’aronde 52 dans les mortaises 50. La culasse 29 peut être chauffée au préalable afin de la dilater et de faciliter son insertion sur la couronne 25. Après son insertion sur la couronne 25, elle peut se rétracter en refroidissant, ce qui permet d’avoir un jeu entre la couronne 25 et la culasse 29 qui soit minimal.
En variante ou en complément, la couronne 25 peut être refroidie au préalable pour la rétracter et faciliter l’insertion de la culasse 29.
Les modes de réalisation illustrés sur les figures 6A et 6B diffèrent de celui des figures 1 à 5 par la façon dont les feuilles d’isolant 37a et 37b sont enroulées sur les portions de bobinage 22a et 22b.
Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 6A, les feuilles d’isolant 37a et 37b sont enroulées autour de la portion de bobinage correspondante 22a ou 22b sur un peu plus d’un tour. Chaque bord longitudinal 54a ou 54b de la feuille d’isolant 37a ou 37b se superpose à une couche de la même feuille d’isolant 37a ou 37b et à une même face 60a ou 60b des bobinages. Ainsi, les portions de bobinage 22a et 22b sont isolées de l’encoche par une seule épaisseur d’isolant 37a ou 37b et isolées entre elles par deux épaisseurs d’isolant 37a et par deux épaisseurs d’isolant 37b, soit quatre épaisseurs d’isolant.
Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 6B, les feuilles d’isolant 37a et 37b sont enroulées de sorte que leurs bords longitudinaux 54a et 54b soient en vis-à-vis sur les faces 60a et 60b sans se superposer. Les portions de bobinage 22a et 22b d’une encoche 21 sont disposées dans les encoches 21 de sorte que les faces 60a et 60b auxquelles se superposent les bords longitudinaux 54a et 54b des isolants en feuille 37a et 37b soient orientées toutes les deux vers l’ouverture 28. Les portions de bobinage 22a et 22b sont isolées de l’encoche 21 par une épaisseur de la feuille d’isolant 37a ou 37b et isolées entre elles par une épaisseur discontinue d’isolant 37b et une épaisseur continue d’isolant 37a. Dans ce mode de réalisation, la surface de la portion de bobinage 22a ou 22b peut être encollée à la place ou en plus de l’encollage de l’isolant en feuille.
Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 6C, chaque portion de bobinage 22a et 22b est isolée de l’extérieur par deux isolants en feuille 37a ou 37b en U. Les deux isolants en feuille 37a ou 37b sont disposés autour de la portion de bobinage correspondante 22a ou 22b en étant tête bêche et en se recouvrant au moins partiellement, notamment en se recouvrant sur les faces 60a et 61 a ou 60b et 6lb orientées vers l’entrefer et l’ouverture de l’encoche 21. Les portions de bobinage 22a et 22b sont isolées de l’encoche 21 par une épaisseur des feuilles d’isolant 37a ou 37b et isolées entre elles par deux épaisseurs d’isolants 37a et 37b, chacune des épaisseurs étant formée par un des isolants en feuille 37a ou 37b.
Dans la variante illustrée sur la figure 7, l’isolant en feuille 37a ou 37b n’est pas encollé à la surface de la portion de bobinage correspondante 22a mais fixé par du ruban adhésif 62 à ses deux extrémités.
Dans la variante illustrée sur la figure 8, l’isolant en feuille 37a ou 37b est un ruban adhésif qui est entouré autour de la portion de bobinage 22a. Les tours consécutifs du ruban se superposent partiellement afin d’assurer une bonne isolation. Dans ce mode de réalisation, le ruban adhésif est préférentiellement en mica/polyester.
Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d’être décrits, et le rotor peut être bobiné plutôt qu’à aimants permanents.
L’expression « comportant un » doit être comprise comme étant synonyme de « comprenant au moins un ».

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d’un stator (2) de machine électrique, le procédé mettant en œuvre :
- une couronne dentelée (25) comportant des dents (23) reliées entre elles par des ponts de matière (27) et définissant entre elles des encoches (21) ouvertes radialement vers l’extérieur, les encoches (21) étant à bords opposés (33) parallèles entre eux,
- des bobinages (22) réalisés hors des encoches (21), et
- une culasse (29) configurée pour être rapportée sur la couronne dentelée
(25),
le procédé comportant:
• la fixation d’au moins un isolant en feuille (37a, 37b) sur au moins une portion de chacun des bobinages (22a, 22b), les isolants en feuille s’étendant sur des portions de bobinage rectilignes,
• l’insertion desdites portions de bobinage (22a, 22b) avec les isolants (37a, 37b) dans les encoches (21) par un déplacement radial dirigé vers l’intérieur des encoches (21), et
• l’assemblage de la culasse (29) sur la surface radialement extérieure de la couronne (25) pour fermer radialement les encoches (21).
2. Procédé de fabrication d’un stator (2) de machine électrique, le procédé mettant en œuvre :
- une couronne dentelée (25) comportant des dents (23) reliées entre elles par des ponts de matière (27) et définissant entre elles des encoches (21) ouvertes radialement vers l’extérieur,
- des bobinages (22) réalisés hors des encoches (21), les bobinages (22) comportant chacun au moins un conducteur électrique (34) de section transversale rectangulaire bobiné sur chant, et
- une culasse (29) configurée pour être rapportée sur la couronne dentelée
(25),
le procédé comportant: • la fixation d’au moins un isolant en feuille (37a, 37b) sur au moins une portion de chacun des bobinages (22a, 22b),
• l’insertion desdites portions de bobinage (22a, 22b) avec les isolants (37a, 37b) dans les encoches (21) par un déplacement radial dirigé vers l’intérieur des encoches (21), et
• l’assemblage de la culasse (29) sur la surface radialement extérieure de la couronne (25) pour fermer radialement les encoches (21).
3. Procédé de fabrication d’un stator (2) de machine électrique, le procédé mettant en œuvre :
- une couronne dentelée (25) comportant des dents (23) reliées entre elles par des ponts de matière (27) et définissant entre elles des encoches (21) ouvertes radialement vers l’extérieur,
- des bobinages (22) réalisés hors des encoches (21), et
- une culasse (29) configurée pour être rapportée sur la couronne dentelée
(25),
le procédé comportant:
• la fixation d’au moins un isolant en feuille (37a, 37b) sur au moins une portion de chacun des bobinages (22a, 22b) sur toute la hauteur des encoches (21), l’isolant en feuille étant d’une hauteur sensiblement égale à la hauteur des encoches (21),
• l’insertion desdites portions de bobinage (22a, 22b) avec les isolants (37a, 37b) dans les encoches (21) par un déplacement radial dirigé vers l’intérieur des encoches (21), et
• l’assemblage de la culasse (29) sur la surface radialement extérieure de la couronne (25) pour fermer radialement les encoches (21).
4. Procédé de fabrication d’un stator (2) de machine électrique, le procédé mettant en œuvre :
- une couronne dentelée (25) comportant des dents (23) reliées entre elles par des ponts de matière (27) et définissant entre elles des encoches (21) ouvertes radialement vers l’extérieur,
- des bobinages (22) réalisés hors des encoches (21), et
- une culasse (29) configurée pour être rapportée sur la couronne dentelée
(25), le procédé comportant:
• la fixation d’au moins un isolant en feuille (37a, 37b) sur au moins une portion de chacun des bobinages (22a, 22b), les isolants en feuille (37a, 37b) comportant chacun deux bords longitudinaux opposés (54, 54a, 54b) s’étendant sensiblement selon l’axe longitudinal (Z) de la portion de bobinage associée (22a, 22b), les portions de bobinage (22a, 22b) étant de section transversale rectangulaire et les deux bords longitudinaux opposés (54, 54a, 54b) de chaque isolant en feuille (37a, 37b) s’étendant sur une même face de la portion de bobinage correspondante (22a, 22b),
• l’insertion desdites portions de bobinage (22a, 22b) avec les isolants (37a, 37b) dans les encoches (21) par un déplacement radial dirigé vers l’intérieur des encoches (21) de sorte que les bords longitudinaux de l’isolant en feuille correspondant s’étendent sur une face de la portion de bobinage orientée vers l’ouverture de l’encoche ou vers une portion d’un bobinage insérée dans la même encoche, et
• l’assemblage de la culasse (29) sur la surface radialement extérieure de la couronne (25) pour fermer radialement les encoches (21).
5. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1, 2 et 4, où après insertion des bobinages (22) avec les isolants (37) dans les encoches (21), les isolants (37) s’étendent dans chaque encoche (21) sur toute la hauteur de l’encoche (21).
6. Procédé selon la revendication 5, les isolants en feuille (27a, 27b) dépassant axialement hors des encoches (21) de part et d’autre de ces dernières après insertion.
7. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, les isolants en feuille (37a, 37b) comportant chacun deux bords longitudinaux opposés (54, 54a, 54b) s’étendant sensiblement selon l’axe longitudinal (Z) de la portion de bobinage associée (22a, 22b), les portions de bobinage (22a, 22b) étant de section transversale rectangulaire et les deux bords longitudinaux opposés (54, 54a, 54b) de chaque isolant en feuille (37a, 37b) s’étendant sur une même face de la portion de bobinage correspondante (22a, 22b).
8. Procédé selon la revendication 7, les bords longitudinaux (54, 54a, 54b) de chaque isolant en feuille (37a, 37b) étant en contact l’un de l’autre sur ladite face.
9. Procédé selon la revendication 7, chaque isolant en feuille (37a, 37b) se superposant au moins en partie sur lui-même.
10. Procédé selon l’une quelconque des revendications 7 à 9, chaque portion de bobinage (22a, 22b) étant disposée dans l’encoche (21) correspondante de sorte que les bords longitudinaux (54) de l’isolant en feuille (37a, 37b) correspondant s’étendent sur une face de la portion de bobinage (22a, 22b) orientée vers l’ouverture de l’encoche (21) ou vers une portion d’un bobinage (22a, 22b), notamment de phase différente, insérée dans la même encoche (21).
11. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, l’isolant en feuille (37a, 37b) se présentant sous la forme d’un ruban enroulé autour de la portion de bobinage (22a, 22b), notamment d’un ruban se superposant sur lui-même d’un tour sur l’autre autour de la portion de bobinage (22a, 22b).
12. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les isolants en feuille (37a, 37b) sont fixés sur les bobinages (22) sur au moins une partie de leur surface, mieux sur toute leur surface, par collage.
13. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel chaque isolant en feuille (37a, 37b) est fixé sur la portion de bobinage (22a, 22b) à au moins une de ses extrémités longitudinales, de préférence à ses deux extrémités longitudinales, par collage sur tout ou partie de l’isolant en feuille et/ou sur tout ou partie de la portion de bobinage correspondante ou à l’aide d’au moins un ruban adhésif, par exemple à cheval sur l’isolant en feuille (37a, 37b) et la portion de bobinage (22a, 22b).
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, chaque portion de bobinage (22a, 22b) étant recouverte par un unique isolant en feuille (37a, 37b).
15. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, chaque portion de bobinage (22a, 22b) étant recouverte par au moins deux isolants en feuille (37a, 37b) se superposant au moins partiellement ou étant à bords joints, notamment par deux isolants en feuille (37a, 37b) en forme de U fixés tête-bêche sur la portion de bobinage correspondante (22a, 22b).
16. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les portions de bobinage (22) insérées dans les encoches (21) sont séparées des parois intérieures de l’encoche (33, 35) par au moins une épaisseur de l’isolant (37), mieux par au moins deux épaisseurs de l’isolant (37).
17. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, le bobinage (22) étant de section sensiblement rectangulaire, l’étape de fixation de l’isolant en feuille (37a, 37b) sur chacune des portions de bobinage (22a, 22b) comportant les sous- étapes suivantes :
- positionnement de l’isolant en feuille (37a, 37b) à plat,
- positionnement d’une première face du bobinage (80) sur l’isolant en feuille (37a, 37b), notamment au centre de l’isolant en feuille (37a, 37b), en appliquant une pression (P) sur la portion de bobinage (22a, 22b) en contact avec l’isolant en feuille (37a, 37b), notamment en appliquant une pression sur une deuxième face opposée à la première face (81), pour maintenir le contact entre l’isolant en feuille (37a, 37b) et la première face du bobinage (80),
- application des deux côtés libres de l’isolant en feuille (37a, 37b) sur deux faces latérales opposées du bobinage (82, 83),
- rabat d’un des pans libre de l’isolant en feuille (37a, 37b) sur la deuxième face (81) puis rabat du pan de l’isolant en feuille (37a, 37b) libre restant sur la deuxième face (81), l’isolant en feuille (37a, 37b) étant d’une largeur par rapport au bobinage correspondant telle que ses extrémités se superposent à la deuxième face (81), et
- application d’une pression sur la deuxième face du bobinage (81) enroulée d’isolant en feuille (37a, 37b),
les sous-étapes étant effectuées à l’aide d’un dispositif de pliage adapté comportant des rabats permettant de rabattre l’isolant en feuille (37a, 37b) sur les troisièmes faces (82, 83), des tiroirs permettant de rabattre les deux pans de l’isolant en feuille (37a, 37b) sur la deuxième face (81) et un outil de maintien permettant de maintenir le bobinage (22) en position et d’exercer une pression sur la deuxième face du bobinage (81).
18. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, lors de l’étape d’insertion des portions de bobinage (22a, 22b), chaque encoche reçoit au moins deux portions de bobinage (22a, 22b), notamment au moins deux portions de bobinage (22a, 22b) de phases différentes, de préférence, ces deux portions de bobinage (22a, 22b) se superposant radialement dans l’encoche (21).
19. Procédé selon la revendication 18, dans lequel les deux portions de bobinage (22a, 22b) de la même encoche (21) sont séparées entre elles par au moins une épaisseur de l’isolant en feuille (37a, 37b), de préférence au moins deux épaisseurs de l’isolant en feuille (37a, 37b), mieux par au moins quatre épaisseurs de l’isolant en feuille (37a, 37b).
20. Procédé selon l’une des revendications 18 ou 19, chaque portion de bobinage (22a, 22b) étant disposée dans l’encoche (21) correspondante de sorte que les bords longitudinaux (54) de l’isolant en feuille (37a, 37b) correspondant s’étendent sur une face de la portion de bobinage (22a, 22b) orientée vers l’autre portion de bobinage (22a, 22b).
21. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, les isolants en feuille (37a, 37b) étant en matériau isolant électrique, souple, notamment en aramide, par exemple en Nomex®, ou en laminé d’ aramide et de polyester ou de polyimide, notamment en un laminé de Nomex® de type NMN (Nomex®-Mylar®-Nomex®) ou de type NKN (Nomex®-Kapton®-Nomex®), ou en mica/polyester.
22. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, les isolants en feuille s’étendant uniquement sur des portions de bobinages rectilignes.
23. Stator (2) comportant :
- une couronne (25) radialement intérieure comportant
o des dents (23) ménageant entre elles des encoches (21) ouvertes radialement vers l’extérieur, les encoches (21) étant à bords opposés (33) parallèles entre eux, et
o des ponts de matière (27) reliant chacun deux dents adjacentes (23) à leur base du côté de l'entrefer et définissant le fond de l’encoche (21) entre ces dents, et
- une culasse (29) radialement extérieure rapportée sur la couronne (25),
- des bobinages (22) disposés de manière répartie dans les encoches (21), avec par encoche (21) au moins un bobinage (22) d’une première phase et un bobinage (22) d’une deuxième phase différente de la première phase, ces portions de bobinage (22a, 22b) étant séparées dans l’encoche (21) par au moins deux épaisseurs d’isolant en feuille (37a, 37b), un isolant en feuille (37a, 37b) entourant au moins partiellement chacun des bobinages (22).
24. Stator (2) comportant :
- une couronne (25) radialement intérieure comportant
o des dents (23) ménageant entre elles des encoches (21) ouvertes radialement vers l’extérieur, et o des ponts de matière (27) reliant chacun deux dents adjacentes (23) à leur base du côté de l'entrefer et définissant le fond de l’encoche (21) entre ces dents, et
- une culasse (29) radialement extérieure rapportée sur la couronne (25),
- des bobinages (22) disposés de manière répartie dans les encoches (21), avec par encoche (21) au moins un bobinage (22) d’une première phase et un bobinage (22) d’une deuxième phase différente de la première phase, ces portions de bobinage (22a, 22b) étant séparées dans l’encoche (21) par au moins deux épaisseurs d’isolant en feuille (37a, 37b), un isolant en feuille (37a, 37b) entourant au moins partiellement chacun des bobinages (22), les bobinages (22) comportant chacun au moins un conducteur électrique (34) de section transversale rectangulaire bobiné sur chant.
25. Stator (2) comportant :
- une couronne (25) radialement intérieure comportant
o des dents (23) ménageant entre elles des encoches (21) ouvertes radialement vers l’extérieur, et
o des ponts de matière (27) reliant chacun deux dents adjacentes (23) à leur base du côté de l'entrefer et définissant le fond de l’encoche (21) entre ces dents, et
- une culasse (29) radialement extérieure rapportée sur la couronne (25),
- des bobinages (22) disposés de manière répartie dans les encoches (21), avec par encoche (21) au moins un bobinage (22) d’une première phase et un bobinage (22) d’une deuxième phase différente de la première phase, ces portions de bobinage (22a, 22b) étant séparées dans l’encoche (21) par au moins deux épaisseurs d’isolant en feuille (37a, 37b), un isolant en feuille (37a, 37b) entourant au moins partiellement chacun des bobinages (22) sur toute la hauteur des encoches (21), l’isolant en feuille étant d’une hauteur sensiblement égale à la hauteur des encoches (21).
26. Stator (2) comportant :
- une couronne (25) radialement intérieure comportant
o des dents (23) ménageant entre elles des encoches (21) ouvertes radialement vers l’extérieur, et
o des ponts de matière (27) reliant chacun deux dents adjacentes (23) à leur base du côté de l'entrefer et définissant le fond de l’encoche (21) entre ces dents, et
- une culasse (29) radialement extérieure rapportée sur la couronne (25), - des bobinages (22) disposés de manière répartie dans les encoches (21), avec par encoche (21) au moins un bobinage (22) d’une première phase et un bobinage (22) d’une deuxième phase différente de la première phase, ces portions de bobinage (22a, 22b) étant séparées dans l’encoche (21) par au moins deux épaisseurs d’isolant en feuille (37a, 37b), un isolant en feuille (37a, 37b) entourant au moins partiellement chacun des bobinages (22), les isolants en feuille (37a, 37b) comportant chacun deux bords longitudinaux opposés (54, 54a, 54b) s’étendant sensiblement selon l’axe longitudinal (Z) de la portion de bobinage associée (22a, 22b), les portions de bobinage (22a, 22b) étant de section transversale rectangulaire et les deux bords longitudinaux opposés (54, 54a, 54b) de chaque isolant en feuille (37a, 37b) s’étendant sur une même face de la portion de bobinage correspondante (22a, 22b), les bords longitudinaux de l’isolant en feuille correspondant s’étendant sur une face de la portion de bobinage orientée vers l’ouverture de l’encoche ou vers une portion du bobinage de phase différente de la même encoche.
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