FR3052304A1 - ROTATING ELECTRIC MACHINE STATOR - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un stator (1) de machine électrique tournante, comprenant un corps (2) qui comprend des dents (5) agencées radialement et formant entre-elles des encoches (6) dans lesquelles sont insérés des enroulements de spires (8, 9, 10) d'un bobinage (7). Le stator (1) comprend des pieds-de-dents (11) équipés de moyens de fixation (17) configurés pour rapporter chaque pied-de-dent sur l'extrémité (5a) de la dent respective, de sorte que chaque pied-de-dent ferme partiellement les deux encoches attenantes à ladite dent. L'invention concerne également une machine électrique tournante équipée d'un tel stator (1).The invention relates to a stator (1) of rotating electrical machine, comprising a body (2) which comprises teeth (5) arranged radially and forming between them notches (6) in which windings of turns (8, 9, 10) of a winding (7). The stator (1) comprises toothed feet (11) equipped with fastening means (17) configured to mate each tooth-foot on the end (5a) of the respective tooth, so that each foot de-dent partially closes the two notches adjoining said tooth. The invention also relates to a rotating electrical machine equipped with such a stator (1).

Description

STATOR DE MACHINE ELECTRIQUE TOURNANTEROTATING ELECTRIC MACHINE STATOR

Domaine techniqueTechnical area

La présente invention concerne un stator de machine électrique tournante, laquelle peut fonctionner en moteur ou en générateur. Une application particulière concerne les alternateurs dans le domaine automobile. D'autres applications sont toutefois envisageables, par exemple les génératrices dans les domaines éolien et aéronautique. Les objectifs principaux de l'invention sont d'optimiser l'assemblage et le coût de fabrication du stator, ainsi que le rendement de la machine électrique tournante.The present invention relates to a rotating electric machine stator, which can operate as a motor or as a generator. A particular application concerns alternators in the automotive field. Other applications are however possible, for example generators in the wind and aeronautics fields. The main objectives of the invention are to optimize the assembly and the manufacturing cost of the stator, as well as the efficiency of the rotating electrical machine.

Etat de la techniqueState of the art

Traditionnellement, un stator comprend un corps cylindrique qui est composé d'un paquet de tôles en acier. Ce corps comporte des encoches qui s'étendent longitudinalement sur toute sa longueur, lesdites encoches étant disposées radialement autour du corps et débouchant sur le contour interne cylindrique dudit corps. Ces encoches sont séparées entre-elles par des dents.Traditionally, a stator comprises a cylindrical body which is composed of a bundle of steel sheets. This body has notches which extend longitudinally along its length, said notches being arranged radially around the body and opening on the cylindrical internal contour of said body. These notches are separated from each other by teeth.

Le stator comprend également un bobinage polyphasé constitué de plusieurs enroulements de spires disposés par couches dans les encoches, au moins un enroulement de spires étant prévu par phase, lesdites phases étant raccordées entre elles. Par exemple, le stator peut comprendre trois phases raccordées en triangle ou en étoile, chaque phase comprenant deux enroulements raccordés en série ou en parallèle. Un isolant d'encoche, par exemple constitué d'une résine ou d'une feuille de papier, revêt les encoches en sorte de les séparer physiquement des enroulements de spires du bobinage.The stator also comprises a polyphase winding consisting of several windings of turns arranged in layers in the notches, at least one winding of turns being provided per phase, said phases being connected to each other. For example, the stator may comprise three phases connected in a triangle or a star, each phase comprising two windings connected in series or in parallel. A notch insulator, for example made of a resin or a sheet of paper, covers the notches so as to physically separate them from winding turns of the winding.

Dans une réalisation préférentielle du corps, chaque dent comprend à son extrémité radiale un pied-de-dent qui s'étend de manière circonférentielle sur le contour interne cylindrique, de chaque côté de ladite dent, de sorte à refermer partiellement les deux encoches attenantes à ladite dent. La présence des pieds-de-dents permet d'obtenir un meilleur rendement et contribue au maintien des enroulements de spires dans les encoches. Il est donc souhaitable de privilégier la présence des pieds-de-dents sur le corps du stator.In a preferred embodiment of the body, each tooth comprises at its radial end a tooth-foot which extends circumferentially on the cylindrical inner contour, on each side of said tooth, so as to partially close the two adjacent notches to said tooth. The presence of the feet of the teeth makes it possible to obtain a better performance and contributes to keeping the windings of turns in the notches. It is therefore desirable to favor the presence of the feet of the teeth on the body of the stator.

Différentes conceptions de stators de machines électriques tournantes, connues de l'homme du métier, prévoient la présence de tels pieds-de-dents sur le corps pour un meilleur rendement.Different designs of stators of rotating electrical machines, known to those skilled in the art, provide for the presence of such feet-of-teeth on the body for better performance.

Selon une première conception, le stator comprend un bobinage dont les enroulements de spires sont réalisés à partir de fils continus conducteurs électriques, par exemple en cuivre, revêtus d'un isolant tel que de l'émail. Une telle conception est par exemple décrite dans les demandes de brevet publiées sous les numéros FR 2 918 815 Al et FR 2 779 883 Al. Cette première conception présente divers inconvénients, selon les différentes mises en œuvre envisagées.According to a first design, the stator comprises a winding whose windings of turns are made from electrical conductive continuous son, for example copper, coated with an insulator such as enamel. Such a design is described, for example, in the patent applications published under the numbers FR 2 918 815 A1 and FR 2 779 883 A1. This first design has various disadvantages, depending on the various implementations envisaged.

En effet, lorsque le corps du stator est constitué d'une seule pièce, tel qu'illustré dans les documents FR 2 918 815 Al, la continuité des fils nécessite d'engager radialement les enroulements de spires dans les encoches. Les fils subissent des contraintes durant leur mise en place, ce qui risque d'endommager le revêtement d'isolation et peut donc engendrer un court-circuit entre les fils du bobinage. En outre, il est nécessaire de limiter la taille des pieds de dents pour permettre l'introduction des fils dans les encoches, ce qui réduit l'échange électromagnétique entre le stator et le rotor de la machine électrique tournante. Les contraintes sont importantes lors de l'introduction des fils de cuivre dans les encoches en la présence de pieds-de-dents, ce qui nécessite de préserver une épaisseur suffisante de l'isolant d'encoche pour éviter un court-circuit éventuel entre le corps et le bobinage. Cette épaisseur d'isolant d'encoche réduit le taux de remplissage des encoches. Par ailleurs, il est nécessaire d'utiliser des cales de maintien des fils pour bloquer les passages entre les pieds-de-dents et éviter le dégagement de ces fils hors des encoches. Ces cales de maintien réduisent également le taux de remplissage des encoches. Par conséquent, ce taux de remplissage des encoches est réduit, celui-ci étant de l'ordre de 50 % pour des stators se trouvant fréquemment dans le domaine automobile, ce qui limite le rendement de la machine.Indeed, when the stator body consists of a single piece, as illustrated in FR 2 918 815 A1, the son continuity requires to engage radially windings turns in the notches. The wires undergo stresses during their installation, which may damage the insulation coating and may therefore cause a short circuit between the winding wires. In addition, it is necessary to limit the size of the feet of teeth to allow the introduction of the son in the notches, which reduces the electromagnetic exchange between the stator and the rotor of the rotating electrical machine. The stresses are important when introducing the copper wires into the notches in the presence of toothed feet, which requires preserving a sufficient thickness of the notch insulation to avoid a possible short circuit between the body and winding. This thickness of notch insulation reduces the filling rate of the notches. Moreover, it is necessary to use spacers holding the son to block the passages between the toes-teeth and avoid the release of these son out of the notches. These holding wedges also reduce the filling rate of the notches. Consequently, this filling rate of the notches is reduced, this being of the order of 50% for stators frequently found in the automotive field, which limits the efficiency of the machine.

Selon la conception décrite dans le document FR 2 779 883 Al, le corps du stator est constitué de portions disposant chacune d'une dent munie d'un pied-de-dent, lesdites portions étant assemblées entre elles de manière circonférentielle pour former ledit corps avec ses encoches. Les fils des enroulements sont préalablement positionnés dans les zones correspondant aux encoches, avant la jonction des portions. Cette conception permet de positionner les fils dans les encoches sans contrainte, ce qui évite de les endommager et, donc, de générer des courts-circuits. Cette conception permet également d'avoir un meilleur taux de remplissage des encoches, de l'ordre de 60 à 70%, et de conserver des pieds-de-dents de largeur optimale, ce qui améliore le rendement. Ce type de stator est cependant complexe à mettre en œuvre du fait que l'assemblage du corps doit être réalisé in situ. Cette conception nécessite en outre l'ajout de pièces de cerclage pour maintenir réunies les portions de corps, ce qui complique également le procédé de fabrication du stator.According to the design described in document FR 2 779 883 A1, the body of the stator consists of portions each having a tooth provided with a toothed root, said portions being assembled together circumferentially to form said body. with its notches. The son of the windings are previously positioned in the areas corresponding to the notches, before the joining of the portions. This design makes it possible to position the wires in the slots without constraint, which avoids damaging them and thus generating short circuits. This design also allows for a better filling rate of notches, of the order of 60 to 70%, and maintain optimal width of the teeth-teeth, which improves the yield. This type of stator is however complex to implement because the assembly of the body must be made in situ. This design also requires the addition of strapping parts to keep the body portions together, which also complicates the manufacturing process of the stator.

Selon une seconde conception, le stator comprend un bobinage dont les enroulements de spires sont mis en œuvre à partir de segments conducteurs en forme de U, également appelés des épingles, présentant deux branches connectées entre elles par une tête de liaison. Ces segments conducteurs sont par exemple en cuivre et revêtus d'un isolant, par exemple de l'émail, excepté au niveau des extrémités des branches. Les branches des conducteurs sont toutes introduites dans un sens longitudinal à l'intérieur des encoches en sorte de former les spires de chaque phase, sur plusieurs couches. Les extrémités dénudées des branches sont déformées après leur passage au travers les encoches, ce qui permet de les connecter entre-elles pour constituer les enroulements de spires pour chaque phase du bobinage. Les connexions entre les extrémités dénudées sont réalisées par soudure ou au moyens de manchons de connexion. La conception de ce type d'enroulement est par exemple décrite dans les demandes de brevet publiées sous les numéros FR 2 871 307 Al, FR 2 857 519 Al, FR 2 844 646 Al, FR 2 830 694 Al et FR 2 819 117 Al. L'introduction des branches des segments conducteurs dans le sens longitudinal des encoches présente pour avantage de conserver la présence de pieds-de-dents de grande taille pour fermer en grande partie les encoches, ce qui permet un meilleur échange électromagnétique entre le stator et le rotor. Cela évite également l'utilisation de cales de maintien complémentaires. Ce sens d'introduction des branches dans les encoches facilite en outre l'utilisation d'une section rectangulaire pour les segments conducteurs, ce qui permet un meilleur taux de remplissage des encoches, de l'ordre de 70%. La fabrication de ce type de stator est cependant complexe, puisqu'il convient de déformer les branches des conducteurs in situ après leur passage dans les encoches, afin de les connecter. La réalisation des soudures, in situ, nécessite en outre une extrême précision pour ne pas mettre en court-circuit les enroulements du bobinage. Résumé de l'inventionAccording to a second design, the stator comprises a winding whose windings turns are implemented from U-shaped conductive segments, also called pins, having two branches connected to each other by a connecting head. These conductive segments are for example copper and coated with an insulator, for example enamel, except at the ends of the branches. The branches of the conductors are all introduced in a longitudinal direction inside the notches so as to form the turns of each phase, in several layers. The stripped ends of the branches are deformed after passing through the notches, which allows them to connect to each other to form the windings of turns for each phase of the winding. The connections between the stripped ends are made by welding or by means of connection sleeves. The design of this type of winding is described, for example, in the patent applications published under the numbers FR 2 871 307 A1, FR 2 857 519 A1, FR 2 844 646 A1, FR 2 830 694 A1 and FR 2 819 117 A1. The introduction of the branches of the conductive segments in the longitudinal direction of the notches has the advantage of preserving the presence of large tooth-teeth to close substantially the notches, which allows a better electromagnetic exchange between the stator and the rotor. This also avoids the use of additional support wedges. This direction of introduction of the branches in the notches also facilitates the use of a rectangular section for the conductive segments, which allows a better filling rate of the notches, of the order of 70%. The manufacture of this type of stator is however complex, since it is necessary to deform the branches of the conductors in situ after their passage through the notches, in order to connect them. The realization of the welds, in situ, also requires extreme precision not to short-circuit the windings of the winding. Summary of the invention

La présente invention permet de pallier les inconvénients précités des diverses conceptions de stators de machines électriques tournantes, et vise à optimiser le rendement de la machine électrique tournante, le procédé de fabrication du stator et son coût de fabrication. A cet effet, l'invention concerne un stator de machine électrique tournante comprenant un corps cylindrique constitué, de préférence, d'un paquet de tôles en acier et formant un élément monobloc. Le corps comprend des dents agencées radialement et formant entre-elles lesdites encoches ouvertes sur le contour interne cylindrique dudit corps. Ces encoches s'étendent longitudinalement sur le corps et sont disposées radialement sur ledit corps.The present invention makes it possible to overcome the aforementioned drawbacks of the various stator designs of rotating electrical machines, and aims at optimizing the efficiency of the rotating electrical machine, the stator manufacturing method and its manufacturing cost. To this end, the invention relates to a rotating electric machine stator comprising a cylindrical body preferably consisting of a bundle of steel sheets and forming a monobloc element. The body comprises teeth arranged radially and forming between them said notches open on the cylindrical inner contour of said body. These notches extend longitudinally on the body and are arranged radially on said body.

Le stator comprend également un bobinage polyphasé constitué de plusieurs enroulements de spires insérés par couches dans les encoches ouvertes. Le nombre de phases et le nombre d'enroulements de spires pour chaque phase sont variables selon la conception souhaitée. De même, le raccordement entre les enroulements de spires de chaque phase et le raccordement entre les phases sont variables, selon la conception souhaitée. A titre d'exemple, le bobinage peut comprendre trois phases raccordées en étoile, chaque phase étant constituée de deux enroulements de spires disposés sur six couches dans les encoches, lesdits deux enroulements de spires pouvant être raccordés entre eux en série ou en parallèle. Selon un autre exemple, le bobinage peut comprendre un premier jeu de trois phases raccordées entre elles en étoile et un second jeu de trois phases raccordées entre elles en étoile, les deux jeux de trois phases en étoile étant déphasés entre eux. D'autres exemples sont envisageables sans sortir du cadre de l'invention.The stator also comprises a polyphase winding consisting of several windings of turns inserted in layers in the open slots. The number of phases and the number of windings of turns for each phase are variable according to the desired design. Similarly, the connection between the windings of turns of each phase and the connection between the phases are variable, depending on the desired design. By way of example, the winding may comprise three phases connected in a star, each phase consisting of two windings of turns arranged on six layers in the notches, said two windings of turns being connectable to one another in series or in parallel. According to another example, the winding may comprise a first set of three phases connected to each other in a star and a second set of three phases connected to each other in a star, the two sets of three star phases being out of phase with each other. Other examples are conceivable without departing from the scope of the invention.

De manière remarquable, le stator comprend des pieds-de-dents équipés de moyens de fixation configurés pour rapporter chaque pied-de-dent sur l'extrémité d'une dent respective, de sorte que chaque pied-de-dent ferme partiellement les deux encoches attenantes à ladite dent. Ainsi, la conception selon l'invention permet avantageusement d'insérer les enroulements de spires dans les encoches sans aucune contrainte de déformation, ce qui facilite leur mise en place et évite de les endommager. Les pieds-de-dents sont ensuite rapportés sur les dents respectives et maintenus en position grâce aux moyens de fixation. Cela permet de conserver des pieds-de-dents de taille importante pour un meilleur rendement du stator. Cela évite également l'ajout de cales de maintien des enroulements de spires dans les encoches, cette fonction de maintien étant assurée directement par les pieds-de-dents.Remarkably, the stator comprises toothed feet equipped with fastening means configured to return each foot-tooth on the end of a respective tooth, so that each tooth-foot partially closes the two notches abutting said tooth. Thus, the design according to the invention advantageously makes it possible to insert the windings of turns into the notches without any strain constraint, which facilitates their implementation and avoids damaging them. The tines are then attached to the respective teeth and held in position by the fastening means. This makes it possible to retain large-sized toes for better stator performance. This also avoids the addition of spacer hold windings in the notches, this maintenance function being provided directly by the toes-de-teeth.

Dans une première réalisation du stator selon l'invention, les moyens de fixation sont constitués de deux pattes d'agrafage agencées respectivement sur les deux extrémités longitudinales de chaque pied-de-dents. Ces pattes d'agrafage s'étendent radialement lorsque le pied-de-dent est rapporté contre la dent. En outre, ces pattes d'agrafage sont configurées pour être fixées sur le corps, notamment par encliquetage. Ainsi le stator comprend autant d'agrafes magnétiques que de dents, chaque agrafe comportant les deux pattes d'agrafage et un élément longitudinal constituant le pied-de-dent, lesdites pattes d'agrafage étant agencées aux extrémités de l'élément longitudinal.In a first embodiment of the stator according to the invention, the fastening means consist of two stapling tabs respectively arranged on the two longitudinal ends of each foot-of-teeth. These staple tabs extend radially when the toe is attached against the tooth. In addition, these stapling tabs are configured to be fixed on the body, in particular by snapping. Thus, the stator comprises as many magnetic staples as teeth, each staple comprising the two staple tabs and a longitudinal element constituting the stub-foot, said staple tabs being arranged at the ends of the longitudinal element.

De préférence, selon cette première réalisation du stator, le corps comprend sur son contour externe cylindrique des rainures longitudinales agencées dans l'alignement des dents. En outre, ces rainures sont configurées pour recevoir les pattes d'agrafage qui comprennent chacune une extrémité recourbée s'encliquetant dans une extrémité de la rainure, ce qui permet d'immobiliser convenablement le pied-de dent vis-à-vis du corps, en position contre la dent.Preferably, according to this first embodiment of the stator, the body comprises on its cylindrical outer contour longitudinal grooves arranged in the alignment of the teeth. In addition, these grooves are configured to receive the stapling tabs, each of which comprises a bent end snapping into one end of the groove, which makes it possible to immobilize the foot of the tooth properly vis-à-vis the body, in position against the tooth.

Dans une seconde réalisation du stator selon l'invention, le corps comprend un contour interne cylindrique sur lequel débouchent les encoches. Il en est d'ailleurs de même d'une manière générale, quel que soit le mode de réalisation du stator. En outre, selon cette seconde réalisation, le stator comprend une bague cylindrique configurée pour être montée serrée à l'intérieur du contour interne cylindrique après la mise en place des enroulements de spires dans les encoches. Cette bague est constituée de premières portions angulaires longitudinales en matériau magnétique, séparées entre-elles par des secondes portions angulaires longitudinales en matériau non-magnétique ou faiblement magnétique, lesdites premières portions angulaires constituant les pieds-de-dents. Ainsi les moyen de fixation entre les pieds-de-dents sont constitués par la bague qui intègre lesdits pieds-de-dents et les relie entre eux par les secondes portions angulaires, le montage serré assurant la fixation de ces pieds-de-dents en appui contre les dents respectives. Cette conception permet la mise en place en une seule opération de tous les pieds-de-dents contre les dents respectives. Cette conception présente également pour avantage de réduire les nuisances sonores. En effet, la présence d'une bague entière qui ferme les encoches évite au flux d'air de s'infiltrer dans lesdites encoches durant la rotation du rotor de la machine électrique tournante.In a second embodiment of the stator according to the invention, the body comprises a cylindrical internal contour on which the notches open. It is also the same in general, regardless of the embodiment of the stator. In addition, according to this second embodiment, the stator comprises a cylindrical ring configured to be mounted tight within the cylindrical internal contour after the introduction of the windings of turns in the notches. This ring consists of first longitudinal angular portions of magnetic material, separated from each other by second longitudinal angular portions of non-magnetic or weakly magnetic material, said first angular portions constituting the feet of the teeth. Thus the fixing means between the teeth-feet are constituted by the ring which integrates said feet-of-teeth and connects them by the second angular portions, the tight assembly ensuring the attachment of these feet-of-teeth in support against the respective teeth. This design allows the establishment in one operation of all the feet of teeth against the respective teeth. This design also has the advantage of reducing noise. Indeed, the presence of an entire ring that closes the notches prevents the flow of air to infiltrate into said notches during the rotation of the rotor of the rotating electrical machine.

De préférence, selon cette seconde réalisation, la bague est configurée pour être ajustée sur son contour externe, de sorte à adapter au mieux le diamètre externe de la bague pour un montage serré et précis sur le corps.Preferably, according to this second embodiment, the ring is configured to be adjusted on its outer contour, so as to better adapt the outer diameter of the ring for a tight and precise mounting on the body.

De préférence, selon cette seconde réalisation, la bague est configurée pour être ajustée sur son contour interne, de sorte à adapter au mieux l'entrefer entre le stator et le rotor, pour une optimisation du rendement de la machine électrique tournante.Preferably, according to this second embodiment, the ring is configured to be adjusted on its internal contour, so as to better adapt the air gap between the stator and the rotor, for an optimization of the efficiency of the rotating electrical machine.

De préférence, selon cette seconde réalisation, la bague comprend une fente longitudinale mise en œuvre sur une seconde portion angulaire non-magnétique ou faiblement magnétique. Cette conception permet de faciliter l'introduction de la bague à l'intérieur du corps en compressant légèrement ladite bague avant son introduction, ce qui réduit son diamètre, puis en la relâchant une fois en position dans le corps, avec les pieds-de-dents en correspondance avec les dents respectives. On pourrait également envisager de supprimer complètement une seconde portion angulaire pour constituer cette fente.Preferably, according to this second embodiment, the ring comprises a longitudinal slot implemented on a second non-magnetic or weakly magnetic angular portion. This design facilitates the introduction of the ring inside the body by compressing said ring slightly before its introduction, which reduces its diameter, then releasing it once in position in the body, with the feet-de teeth in correspondence with the respective teeth. One could also consider completely removing a second angular portion to form this slot.

De préférence, selon cette seconde réalisation, le matériau magnétique des premières portions angulaires est constitué d'une matière composite à base de poudre métallique et d'un agent liant. Cela permet la mise en œuvre de la bague en une seule pièce. En effet, les secondes portions angulaires sont également mise en œuvre dans une matière composite, mais sans aucune poudre métallique de sorte à conserver le caractère non-magnétique ou faiblement magnétique du matériau (du fait de la présence éventuelle de quelques particules métalliques pouvant être transférées dans les secondes portions lors de la mise en œuvre de la bague). Il est ainsi possible de réaliser la bague en une seule pièce, par exemple par injection de matière composite à base de poudre métallique dans les zones d'un moule correspondant aux premières portions angulaires magnétiques, et par injection de matière composite sans poudre métallique dans les zones du moule correspondant aux secondes portions angulaires.Preferably, according to this second embodiment, the magnetic material of the first angular portions consists of a composite material based on metal powder and a binding agent. This allows the implementation of the ring in one piece. Indeed, the second angular portions are also implemented in a composite material, but without any metal powder so as to retain the non-magnetic or weakly magnetic nature of the material (due to the possible presence of some metal particles that can be transferred in the second portions during the implementation of the ring). It is thus possible to make the ring in one piece, for example by injection of composite material based on metal powder in the areas of a mold corresponding to the first magnetic angular portions, and by injection of composite material without metal powder in the mold areas corresponding to the second angular portions.

Selon le stator objet de l'invention, chaque encoche est revêtue d'un isolant en forme de « U » dont les extrémités sont recourbées sur l'enroulement de spires introduit dans l'encoche. L'invention concerne également une machine électrique tournante du type moteur ou générateur, qui comprend un stator présentant l'une et/ou l'autre des caractéristiques précitées.According to the stator object of the invention, each notch is coated with a "U" -shaped insulator whose ends are curved on the winding of turns introduced into the notch. The invention also relates to a rotary electric machine of the motor or generator type, which comprises a stator having one and / or the other of the aforementioned characteristics.

Brève description des figuresBrief description of the figures

Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préféré s'appuyant sur des figures, parmi lesquelles :The characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following description of a preferred embodiment based on figures, among which:

La figure 1 illustre le corps avec les pieds-de-dents rapportés sur lesdites dents selon un premier mode de réalisation du stator objet de l'invention, les enroulements de spires ayant été supprimés volontairement pour une meilleure lecture de cette figure ;FIG. 1 illustrates the body with the teeth-feet reported on said teeth according to a first embodiment of the stator which is the subject of the invention, the windings of turns having been voluntarily suppressed for a better reading of this figure;

La figure 2 illustre le corps et un pied-de-dent séparé, selon la conception du stator de la figure 1 ;Figure 2 illustrates the body and a separate toothed foot, according to the design of the stator of Figure 1;

La figure 3 illustre le corps avec les pieds-de-dents rapportés sur lesdites dents selon un second mode de réalisation du stator objet de l'invention, les enroulements de spires ayant été supprimés volontairement pour une meilleure lecture de cette figure ;FIG. 3 illustrates the body with the teeth-feet reported on said teeth according to a second embodiment of the stator which is the subject of the invention, the windings of turns having been voluntarily suppressed for a better reading of this figure;

La figure 4 illustre le corps et les pieds-de-dents séparés, selon la conception du stator de la figure 3 ;FIG. 4 illustrates the body and the separated toothed feet, according to the design of the stator of FIG. 3;

La figure 5 montre une vue partielle du stator durant l'introduction des enroulements de spires dans les encoches ;Figure 5 shows a partial view of the stator during the introduction of the windings of turns in the notches;

La figure 6 montre une vue partielle du stator de la figure 5 après la mise en place des pieds-de-dents, ledit stator présentant une conception semblable à celle des figures 3 et 4 ;Figure 6 shows a partial view of the stator of Figure 5 after the establishment of the toothed feet, said stator having a design similar to that of Figures 3 and 4;

La figure 7 montre une vue partielle du stator de la figure 5 après la mise en place des pieds-de-dents, ledit stator présentant une conception semblable à celle des figures 1 et 2.FIG. 7 shows a partial view of the stator of FIG. 5 after the establishment of the toothed feet, said stator having a design similar to that of FIGS. 1 and 2.

Description détailléedetailed description

Dans la suite de la description, les mêmes références sont utilisées pour décrire les caractéristiques identiques ou similaires selon les différentes variantes de réalisation.In the remainder of the description, the same references are used to describe identical or similar characteristics according to the different embodiments.

Tel qu'illustré sur les figures 1 à 7, le stator 1 comprend un corps 2 constitué de préférence d'un paquet de tôles en acier formant un élément monobloc. Le corps 2 présente une forme cylindrique avec un contour interne 3 et un contour externe 4. Le corps 2 comprend des dents 5 agencées radialement et formant entre-elles des encoches 6 ouvertes sur le contour interne 3. Ces encoches 6 s'étendent radialement et de manière circonférentielle sur ledit corps 2. En outre, les dents 5 et les encoches 6 s'étendent longitudinalement sur toute la longueur du corps 2.As illustrated in FIGS. 1 to 7, the stator 1 comprises a body 2 preferably consisting of a bundle of steel sheets forming a single-piece element. The body 2 has a cylindrical shape with an internal contour 3 and an outer contour 4. The body 2 comprises teeth 5 arranged radially and forming between them notches 6 open on the inner contour 3. These notches 6 extend radially and circumferentially on said body 2. In addition, the teeth 5 and the notches 6 extend longitudinally over the entire length of the body 2.

Le stator 1 comprend également un bobinage 7 constitué de plusieurs enroulements de spires 8, 9, 10 qui remplissent respectivement des encoches 6, comme l'illustre les figures 5 et 6. La conception du bobinage 7 pourra varier selon les besoins. L'homme du métier pourra se reporter à l'art antérieur existant dans ce domaine pour la mise en oeuvre du bobinage 7, ce qui n'exclut pas la mise en oeuvre d'une conception de bobinage 7 innovante sur le stator 1 objet de l'invention. De préférence, les enroulements de spires 8, 9, 10 sont mis en oeuvre au moyen de fils continus, ce qui simplifie grandement leur conception. On pourrait toutefois envisager la mise en oeuvre d'enroulements de spires au moyen d'autres variantes.The stator 1 also comprises a winding 7 consisting of several windings of turns 8, 9, 10 which respectively fill notches 6, as illustrated in FIGS. 5 and 6. The design of the winding 7 may vary according to the needs. Those skilled in the art can refer to the prior art existing in this field for the implementation of the coil 7, which does not exclude the implementation of an innovative winding design 7 on the stator 1 object of the invention. Preferably, the windings of turns 8, 9, 10 are implemented by means of continuous son, which greatly simplifies their design. One could however consider the implementation of windings of turns using other variants.

Tel qu'illustré sur les figures 1 à 4, 6 et 7, le stator 1 comprend des pieds-de-dents 11 qui s'étendent de manière circonférentielle, lesdits pieds-de-dents 11 étant rapportés respectivement contre les extrémités 5a des dents 5, au niveau du contour interne 3 du corps 2.As illustrated in FIGS. 1 to 4, 6 and 7, the stator 1 comprises circumferentially extending tooth roots 11, said toothed feet 11 being respectively reported against the ends 5a of the teeth. 5, at the inner contour 3 of the body 2.

Selon la conception des figures 1 et 2, les pieds-de-dents 11 sont indépendants les uns des autres, chaque pied-de-dents 11 étant assemblé avec une dent 5 respective. Pour cela, le stator 1 comprend des agrafes 12 qui comportent chacune un élément longitudinal 13 constituant un pied-de-dent 11, et deux pattes 14, 15 qui s'étendent perpendiculairement à l'élément longitudinal 13, au niveau de ses deux extrémités 13a, 13b. Les pattes 14, 15 comprennent chacune une extrémité recourbée 14a, 15a. Le corps 2 comprend sur son contour externe 4 des rainures 16 longitudinales qui sont disposées dans l'alignement des dents 5, comme l'illustre les figures 1 et 2. Lorsque les agrafes 12 sont assemblées avec le corps 2, les éléments longitudinaux 13 viennent en contact avec les extrémités 5a des dents et les pattes 14, 15 d'étendent radialement au niveau des extrémités longitudinales 2a, 2b du corps. Les pattes 14, 15 sont dimensionnées pour que leurs extrémités recourbées 14a, 15a viennent se loger par encliquetage dans les extrémités 16a, 16b des rainures 16, de sorte à assurer la fixation des pieds-de-dents 11 sur le corps 2. Ces agrafes 12 sont réalisées dans un matériau magnétique.According to the design of FIGS. 1 and 2, the tines 11 are independent of each other, each tine-foot 11 being assembled with a respective tooth 5. For this, the stator 1 comprises staples 12 which each comprise a longitudinal element 13 constituting a toothed root 11, and two lugs 14, 15 which extend perpendicularly to the longitudinal element 13, at its two ends. 13a, 13b. The tabs 14, 15 each comprise a curved end 14a, 15a. The body 2 comprises on its outer contour 4 longitudinal grooves 16 which are arranged in alignment with the teeth 5, as illustrated in FIGS. 1 and 2. When the clips 12 are assembled with the body 2, the longitudinal elements 13 come in contact with the ends 5a of the teeth and the tabs 14, 15 extend radially at the longitudinal ends 2a, 2b of the body. The tabs 14, 15 are dimensioned so that their bent ends 14a, 15a are housed by snapping into the ends 16a, 16b of the grooves 16, so as to ensure the attachment of the tine-feet 11 on the body 2. These clips 12 are made of a magnetic material.

Sur les figures 3 et 4, la conception du corps 2 reste sensiblement identique, excepté qu'il n'est plus nécessaire de mettre en œuvre les rainures 16 présentent sur les figures 1 et 2. Le stator 1 comprend une bague 17 de forme cylindrique qui est montée serrée à l'intérieur du corps 2, de sorte que le contour externe 18 de la bague 17 vient en appui contre le contour interne 3 du corps 2. Tel qu'illustré plus en détail sur la figure 6, la bague 17 comprend des premières portions angulaires 19 séparées entre-elles par des secondes portions angulaires 20. Ces premières et secondes portions angulaires 19, 20 s'étendent sur toute la longueur de la bague 17 qui est de longueur sensiblement identique à celle du corps 2. Les premières portions angulaires 19 sont constituées d'un matériau magnétique et les secondes portions angulaires 20 sont constituées d'un matériau non-magnétique ou faiblement magnétique. De préférence, les premières portions angulaires 19 sont dans une matière composite à base de poudre métallique et d'un agent liant, une telle matière étant par exemple développée par la société Hoganas® sous la dénomination Somaloy®. En outre, les secondes portions angulaires 20 sont dans une matière composite traditionnelle, non métallique. Cette conception présente pour avantage de réaliser la bague 17 en une seule pièce, par exemple en moulage par injection. Le contour externe 18 de la bague 17 peut être ajusté avant le montage, de sorte à adapter son diamètre à celui du contour interne 3 du corps 2 et, ainsi, à emboîter précisément, de manière serrée, la bague 17 dans le corps 2. De même, il est possible d'ajuster le contour interne 21 de la bague 17 avant le montage, pour avoir un entrefer précis entre le stator 1 et le rotor (non illustré) de la machine électrique tournante (non illustrée).In Figures 3 and 4, the design of the body 2 remains substantially identical, except that it is no longer necessary to implement the grooves 16 shown in Figures 1 and 2. The stator 1 comprises a ring 17 of cylindrical shape which is mounted tight inside the body 2, so that the outer contour 18 of the ring 17 abuts against the inner contour 3 of the body 2. As shown in more detail in Figure 6, the ring 17 comprises first angular portions 19 separated from each other by second angular portions 20. These first and second angular portions 19, 20 extend over the entire length of the ring 17 which is of substantially identical length to that of the body 2. first angular portions 19 are made of a magnetic material and the second angular portions 20 are made of a non-magnetic or weakly magnetic material. Preferably, the first angular portions 19 are in a composite material based on metal powder and a binding agent, such material being for example developed by Hoganas® under the name Somaloy®. In addition, the second angular portions 20 are in a conventional, non-metallic composite material. This design has the advantage of producing the ring 17 in one piece, for example by injection molding. The outer contour 18 of the ring 17 can be adjusted before mounting, so as to adapt its diameter to that of the inner contour 3 of the body 2 and thus to fit precisely, tightly, the ring 17 in the body 2. Similarly, it is possible to adjust the internal contour 21 of the ring 17 before assembly, to have a precise air gap between the stator 1 and the rotor (not shown) of the rotating electrical machine (not shown).

Pour faciliter la mise en place de la bague 17 dans le corps 2, il est possible de prévoir une fente (non illustrée) sur l'une des secondes portions angulaires 20, voire de supprimer complètement l'une de ces secondes portions angulaires 20. Cela permet de resserrer légèrement la bague 17 pour l'insérée facilement dans le corps 2, la flexibilité du matériau assurant son retour en position normale une fois relâchée, ce qui vient la plaquer contre le contour interne 3 du corps, avec les pieds-de-dents 11 en appui contre les dents 5.To facilitate the introduction of the ring 17 in the body 2, it is possible to provide a slot (not shown) on one of the second angular portions 20, or to completely remove one of these second angular portions 20. This allows to slightly tighten the ring 17 for easy insertion into the body 2, the flexibility of the material ensuring its return to normal position once released, which comes to press against the internal contour 3 of the body, with feet-de teeth 11 resting against the teeth 5.

Les figures 5 à 7 expliquent le montage du stator 1 présentant soit une bague 17 illustrée en figures 3 et 4 soit des agrafes 12 illustrées en figures 1 et 2. Avant la fixation des pieds-de-dents 11 contre les dents 5, les encoches 6 sur le corps 2 sont complètement ouvertes, ce qui permet d'insérer librement les enroulements de spires 8, 9,10 dans lesdites encoches 6. Ces encoches 6 sont préalablement revêtues d'un isolant d'encoche 22 en forme de « U », par exemple en papier isolant à base de polyamide aromatique de type NOMEX®. Une fois les enroulements de spires 8, 9, 10 positionnés dans les encoches 6, les extrémités 22a, 22b de l'isolant d'encoche 22 sont rabattues dans l'encoche 6. Dans le cas de la figure 6, la bague 17 est emboîtée dans le contour interne 3 du corps 2, en positionnant les pieds-de-dents 11 contre les dents 5. Dans le cas de la figure 7, chaque agrafe 12 est mise en place avec son élément longitudinal 13 au contact de l'extrémité 5a d'une dent 5 et ses extrémités recourbées 14a, 15a logées dans une rainure 16.FIGS. 5 to 7 explain the mounting of the stator 1 having either a ring 17 illustrated in FIGS. 3 and 4 or staples 12 illustrated in FIGS. 1 and 2. Before the fixing of the tine-feet 11 against the teeth 5, the notches 6 on the body 2 are completely open, which allows to freely insert the windings of turns 8, 9,10 in said notches 6. These notches 6 are previously coated with a notch insulation 22 in the shape of a "U" for example, insulating paper based on aromatic polyamide NOMEX® type. Once the windings of turns 8, 9, 10 positioned in the notches 6, the ends 22a, 22b of the notch insulation 22 are folded in the notch 6. In the case of Figure 6, the ring 17 is nested in the internal contour 3 of the body 2, positioning the teeth-feet 11 against the teeth 5. In the case of Figure 7, each clip 12 is put in place with its longitudinal member 13 in contact with the end 5a of a tooth 5 and its curved ends 14a, 15a housed in a groove 16.

La description détaillée qui précède de deux modes de réalisation particuliers de l'invention n'a aucun caractère limitatif. Bien au contraire, elle a pour objectif d'ôter toute éventuelle imprécision quant à sa portée. Ainsi, de nombreuses variantes de stator 1 pourront être envisagées dans le cadre de l'invention, notamment quant à la conception des moyens de fixation des pieds-de-dents 11, contre les dents 5 sur le corps 2. La description qui précède détaille notamment la conception du stator 1. L'invention porte toutefois également sur une machine électrique tournante (non illustrée) équipée d'un tel stator 1. Cette machine électrique tournante peut être un moteur ou un alternateur.The foregoing detailed description of two particular embodiments of the invention is in no way limiting. On the contrary, it aims to remove any imprecision as to its scope. Thus, many variants of stator 1 may be considered in the context of the invention, particularly as to the design of the fixing means of the toothed base 11, against the teeth 5 on the body 2. The foregoing description details In particular, the invention also relates to a rotating electrical machine (not shown) equipped with such a stator 1. This rotating electrical machine may be a motor or an alternator.

Claims (10)

REVENDICATIONS 1. Stator (1) de machine électrique tournante, comprenant un corps (2) qui comporte des dents (5) agencées radialement et formant entre-elles des encoches (6) dans lesquelles sont insérés des enroulements de spires (8, 9, 10) d'un bobinage (7), caractérisé en ce qu'il comprend des pieds-de-dents (11) équipés de moyens de fixation (12, 17) configurés pour rapporter chaque pied-de-dent sur l'extrémité (5a) de la dent respective, de sorte que chaque pied-de-dent ferme partiellement les deux encoches attenantes à ladite dent.1. Stator (1) of rotating electrical machine, comprising a body (2) which comprises teeth (5) arranged radially and forming between them notches (6) in which are inserted windings of turns (8, 9, 10 ) of a winding (7), characterized in that it comprises toothed feet (11) equipped with fixing means (12, 17) configured to relate each tooth-foot on the end (5a ) of the respective tooth, so that each tooth-foot partially closes the two notches adjoining said tooth. 2. Stator (1) selon la revendication 1, dans lequel les moyens de fixation sont constitués de deux pattes (14, 15) d'agrafage agencées respectivement sur les deux extrémités longitudinales (13a, 13b) de chaque pied-de-dents (11,13), lesdites pattes d'agrafage étant configurées pour être fixées sur le corps (2).2. Stator (1) according to claim 1, wherein the fastening means consist of two tabs (14, 15) of stapling arranged respectively on the two longitudinal ends (13a, 13b) of each foot-of-teeth ( 11,13), said staple tabs being configured to be fixed to the body (2). 3. Stator (1) selon la revendication 2, dans lequel le corps (2) comprend sur son contour externe (4) des rainures (16) longitudinales agencées dans l'alignement des dents (5), lesdites rainures étant configurées pour recevoir les pattes (14,15) d'agrafage.3. Stator (1) according to claim 2, wherein the body (2) comprises on its outer contour (4) longitudinal grooves (16) arranged in the alignment of the teeth (5), said grooves being configured to receive the tabs (14, 15) for stapling. 4. Stator (1) selon la revendication 1, dans lequel le corps (2) comprend un contour interne (3) sur lequel débouchent les encoches (6), ledit stator (1) comprenant une bague (17) configurée pour être montée serrée à l'intérieur du contour interne après la mise en place des enroulements de spires (8, 9, 10), ladite bague étant constituée de premières portions angulaires (19) longitudinales en matériau magnétique, séparées entre-elles par des secondes portions angulaires (20) longitudinales en matériau non-magnétique ou faiblement magnétique, lesdites premières portions angulaires constituant les pieds-de-dents (11).4. Stator (1) according to claim 1, wherein the body (2) comprises an inner contour (3) on which the notches (6) open, said stator (1) comprising a ring (17) configured to be tightly mounted inside the internal contour after the winding windings (8, 9, 10) have been put in place, said ring consisting of longitudinal longitudinal portions (19) of magnetic material, separated from each other by second angular portions ( 20) of non-magnetic or weakly magnetic material, said first angular portions constituting the toes (11). 5. Stator (1) selon la revendication 4, dans lequel la bague (17) est configurée pour être ajustée sur son contour externe (18), avant son montage sur le corps (2).5. Stator (1) according to claim 4, wherein the ring (17) is configured to be adjusted on its outer contour (18), before mounting on the body (2). 6. Stator (1) selon l'une des revendications 4 ou 5, dans lequel la bague (17) est configurée pour être ajustée sur son contour interne avant son montage sur le corps (2).6. Stator (1) according to one of claims 4 or 5, wherein the ring (17) is configured to be adjusted on its inner contour before mounting on the body (2). 7. Stator (1) selon l'une des revendications 4 à 6, dans lequel la bague (17) comprend une fente longitudinale mise en œuvre sur une seconde portion angulaire (20).7. Stator (1) according to one of claims 4 to 6, wherein the ring (17) comprises a longitudinal slot implemented on a second angular portion (20). 8. Stator (1) selon l'une des revendications 4 à 7, dans lequel le matériau magnétique des premières portions angulaires est constitué d'un composite à base de poudre métallique et d'un agent liant.8. Stator (1) according to one of claims 4 to 7, wherein the magnetic material of the first angular portions consists of a composite based on metal powder and a binder. 9. Stator (1) selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel chaque encoche (6) est revêtue d'un isolant (22) en forme de U dont les extrémités (22a, 22b) sont recourbées sur les enroulements de spires (8, 9,10) introduits dans l'encoche.9. Stator (1) according to one of claims 1 to 8, wherein each notch (6) is coated with a U-shaped insulator (22) whose ends (22a, 22b) are bent on the windings of turns (8, 9, 10) introduced into the notch. 10. Machine électrique tournante du type moteur ou générateur, comprenant un stator (1) selon l'une des revendications 1 à 9.10. Rotary electric machine of the motor or generator type, comprising a stator (1) according to one of claims 1 to 9.