Brevet FR2358044A1 — publié le 19780203

On sait que dans des machines à pâles extérieurs, le flux magnétique doit passeur, entre les pôles, par une culasse en matériau bon conducteur magnétique. Dans le cas où cette culasse sert en môme temps de bâti ou carcasse à la machine, cette culasse doit aussi bien remplir des fonctions magnétiques que des fonctions mécaniques. Lorsque l'on utilise des culasses en matériau massif, conne par exemple de la fonte, il faut, pour maintenir les tolérances de l'entrefer entre les pôles et l'induit, procéder à un usinage par enlèvement de matière des faces intérieures de la culasse. Un tel usinage est relativement onéreux, en particulier lorsque le contour intérieur n'est pas circulaire mais polygonal. Une telle-construction angulaire peut être nécessaire ou avantageuse par exemple dans le cas de l'emploi de plaquettes d'aimants permanents pour l'excitation > ou de l'exploitation de l'espace angulaire pour des pâles de commutation ou pâles auxiliaires. Lorsque l'on utilisait des culasses feuilletées au lieu de culasses massives, de telles culasses étaient réalisées jusqu'à présent par découpage des contours dans de la tôle "électro". On devait alors procéder à beaucoup de découpages, en particulier lorsque l'on employait pour la culasse, les pôles et l'induit des qualités et/ou des épaisseurs différentes de tôles "électro", par exemple pour améliorer les pertes fer et pour réduire le prix de revient. La présente invention permet d'éliminer les inconvénients précités grâce au fait que la culasse est enroulée ou bobinée à partir d'une bande de tôle. On fabrique alors la culasse ou le boitier de culasse en enroulant une bande de tôle d'épaisseur et de largeur déterminées depuis une bobine débitrice (généralement appelée "coil") sur un mandrin de bobinage dont les dimensions correspondent aux dimensions intérieures de la culasse statorique. De façon avantageuse, on fait passer la bande de tôle dans un dispositif mécanique de précontrainte ou mise sous tension, ce qui permet d'obtenir un bon maintien des contours en particulier lorsque la culasse présente des formes intérieures s'écartant de la forme circulaire.D'éventuels écarts dimensionnels causés par exemple par l'utilisation de tales d'épaisseurs différentes ou par dilatation des couches d'enroulement extérieures se répercutent seulement vers l'extérieur, ce qui n'a pas d'importance sur la fonction de la machine électrique. Les couches d'enroulement individuelles de la culasse bobinée sont réunies entre elles selon des procédés connus, comme par exemple le collage par laque noire, l'imprégnation dans une résine de moulage, le soudage ou brasage, ou procédés similaires. De façon avantageuse, on dispose le début intérieur de l'enroulement de culasse dans une z8ne se trouvant entre les pôles du stator, dans laquelle un écart par rapport au contour intérieur fixé ne présente aucun inconvénient. Un usinage ultérieur est inutile, sauf éventuellement celui d'une laque ou colle sur ledit début de l'enroulement. Les avantages de la culasse statorique conforme à l'invention sont les suivants : on n'a pas besoin d'utiliser d'outils de découpage onéreux, lors de l'enroulement de la bande de t81e, il ne faut faire pratiquement aucune découpe, et comme mentionné ci-dessus, il n'est pas nécessaire de procéder à un usinage par enlèvement de matière. En outre, on peut choisir de façon optimale le matériau de la culasse indépendamment du reste du circuit magnétique, et la tôle présente des propriétés magnétiques qui sont le plus souvent nettement meilleures que celles du tube d'acier ou de la fonte par exemple.Ceci est particulièrement le cas lorsque l'on utilise en mOme temps la direction magnétique préférentielle (tôles à grains orientés), ce qui permet d'économiser, en présence de hautes inductions, le matériau de culasse de façon appréciable, et également de diminuer le poids de la machine. Un autre avantage réside dans le fait qu'il n'est plus nécessaire de recourir à des approvisionnements externes ni à des entreposages internes de pièces brutes de bâtis ou carcasses, le matériau laminé nécessaire étant la plupart du temps disponible dans les usines correspondantes sous forme de bobine (Coilform). La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée de plusieurs modes de realisation pris comme exemples non limitatifs et illustrés par le dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif de fabrication d'un bâti de culasse conforme à l'invention, et, - les figures 2 et 3 montrent deux formes de réalisation différentes d'une culasse statorique conforme à l'invention. Sur la figure 1, la référence numériqueldésigne un roukEu oabobine de t81e depuis lequel on fait passer une bande de tôle 2, par l'intermédiaire d'un dispositif mécanique de précontrainte ou mise sous tension 3 sur un mandrin de bobinage 4, qui est par exemple cylindríque, et on réalise ainsi une culasse 5 circulaire. Toutefois on peut bobiner la bande de tôle pour des culasses de toutes autres formes appropriées. Sur la figure 2, on a représenté une culasse 6 bobinée à partir d'une bande de tôle, cette culasse ayant une forme quadrangulaire. Cette culasse 6 est destinée à une machine à courant continu à pâles auxiliaires ou pâles de commutation. Les pâles principaux 7 et les p8les auxiliaires 8 sont fixés de façon quelconque connue en soi sur la paroi intérieuresde la culasse. A cet effet, on utilise des aplatissements diagonaux 9 en tant que surfaces d'appui pour les p8les auxiliaires. La référence numérique 10 désigne le début ou amorce de l'enroulement de culasse, ce début se trouvant dans une zône comprise entre deux pâles adjacents 7 et 8. Sur la figure 3, on a représenté une culasse rectangulaire 11 bobinée à partir d'une bande de t81e,culasse appropriée pour recevoir des plaquettes d'aimants permanents 12. La référence numérique 13 désigne des pièces polaires du stator. Les avantages de la culasse statorique conforme à l'invention en ce qui concerne le prix de revient ont été cités ci-dessus. En outre, par rapport aux machines à culasse massives, on obtient un avantage technique du fait que les flux magnétiques circulent principalement dans la tôle feuilletée, à l'exception d'une très courte zône de passage du flux des pâles dans la culasse. Dans le cas de fluctuations du flux (par exemple dans le cas du fonctionnement en courant ondulatoire) les pertes fer, qui sont proportionnelles au volume de fer traversé, sont alors considérablement diminuées. Le flux des pâles auxiliaires peut suivre les variations de flux magnétique nettement plus rapidement que dans le cas de culasses massives REVENDICATIONS 1. Culasse statorique feuilletée de machines électriques, caractérisée par le fait que la culasse est enroulée à partir d'une bande de tôle. 2. Culasse statorique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les différentes couches d'enroulement de la culasse sont reliées entre elles par collage, soudage ou procédé similaire. 3. Culasse statorique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que l'amorce intérieure de l'enroule- ment de culasse est disposée dans une zône se trouvant entre les pâles du stator. 4. Culasse statorique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la culasse forme en mtme temps le bSti ou carcåsse de la machine. 5. Procédé de fabrication d'une culasse selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la bande de tôle est enroulée depuis un rouleau ou bobine de tôles par l'intermédiaire d'un dispositif mécanique de précontrainte, sur un mandrin dont les dimensions correspondent aux dimensions intérieures de la culasse statorique.