Brevet FR2583592A1 — publié le 19861219

Stator feuilleté à ailettes pour une machine électrique La présente invention se rapporte à un stator feuilleté à ailettes, destiné à équiper une machine électrique. La demande de brevet français n02 312 875 décrit un stator feuilleté à ailettes pour machines électriques, qui est formé par un empilage de tôles individuelles présentant la forme d'un polygone régulier ( à n angles) dont les angles sont arrondis. Après la formation d'un groupe de plusieurs tôles empilées, le groupe suivant, renfermant le même nombre de tales, est décalé angulairement de TT/n. On obtient de cette façon des ailettes saillantes ainsi que 2n rainures à travers lesquelles de l'air de refroidissement peut circuler. La section du noyau du stator, dans la zone extérieure aux ailettes, correspond à la charge électromagnétique nominale. Cette structure de stator présente plusieurs inconvénients résidant dans la consommation élevée d'acier pour la réalisation des tôles magnétiques, dans la surface de refroidissement limitée qui est définie avec sxactitude pour un nombre donné d'angles et des dimensions d'ensemble déterminées et dans le fait qu'un découpage sans chutes des tôles dans une bande d'acier ntest possible que dans le cas de tôles de forme carrée. D'autres inconvénients tiennent dans l'augmentation des dimensions d'ensemble et de la masse de empilage de tôles et dans la complexité de la réalisation de cet empilage résultant du fait qu'un décalage angulaire précis de Tu/n est requis. La demande de brevet allemand n02 928 027 décrit un autre stator feuilleté à ailettes pour machines électriques, qui est formé par un empilage de tôles individuelles inscrites dans un carré. L'une des moitiés de ces tôles est confondue avec le carré tandis que leur seconde moitié présente un contour semi-circulaire inscrit dans le carré. La section du noyau, dans la zone extérieure aux ailettes, correspond à la charge nominale. Après la formation d'un groupe de tales empilées, le groupe suivant, qui renferme le même nombre de tales, est décalé angulairement de 900 ou 1800. Les inconvénients de ce second stator feuilleté connu résident dans la consommation élevée d'acier pour la réalisation des tôles magnétiques, consécutive aux chutes qui sont inévitables pour des raisons techni ques lors de l'estampage, ainsi que dans la réduction de la charge électromagnétique et dans la limitation de la surface de refroidissement. Au vu de ce qui précède, la présente invention s'est fixé pour but général de développer un stator feuilleté à ailettes pour une machine électrique, dont les tôles magnétiques puissent être confectionnées avec une consommation réduite d'acier tout en conduisant à un empilage de masse réduite, qui rende possible un découpage exempt de chutes des tôles dans une bande brute standard, qui présente une plus grande surface de refroidissement et dans lequel, malgré la présence des ailettes, les dimensions d'ensemble de l'empilage de tôles ne soient pas augmentées et la hauteur de l'axe de rotation de la machine électrique soit diminuée. Ce but est atteint par un stator feuilleté à ailettes pour une machine électrique, qui est formé par un empilage de tôles d'acier individuelles en forme de polygones présentant au moins deux côtés rectilignes, parallèles et de même longueur et réparties par groupes, et dans lequel des ailettes saillantes sont réalisées par un décalage angulaire des groupes successifs de tôles, ce stator étant caractérisé selon l'invention en ce que les tôles ont la forme de polygones irréguliers et leurs côtés parallèles définissent des angles différents de 900 avec les côtés restants. Selon une première forme de réalisation des tôles du stator conforme à l'invention, les côtés de celles-ci, dans leur totalité,sont deux à deux parallèles et de même longueur. En variante, l'un au moins des côtés des tôles est rectiligne et relie les deux côtés rectilignes, parallèles et de même longueur. La section du noyau dans la zone extérieure aux secteurs formant les ailettes, est calculée pour une tension d'excitation magnétique élevée destinée à être compensée par la tension d'excitation magnétique plus basse dans les secteurs formant les ailettes. Les avantages procurés par le stator feuilleté selon l'invention, décrit ci-dessus, sont à voir dans la réduction de la consommation d'acier pour la réalisation des tôles magnétiques, dans la diminution de la masse de l'empilage de tôles, dans la -possibilité d'un découpage sans chutes des tôles du stator dans une bande brute standard, dans l'augmentation de la surface de refroidissement extérieure ainsi que dans la conservation des dimensions d'ensemble de l'empilage, malgré la présence des ailettes. Pour une meilleure compréhension de l'invention, on va maintenant en décrire un mode de réalisation préféré, qui est donné uniquement à titre d'exemple non-limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels - les figures 1 et 2 représentent, vues en plan, deux tôles de stator possèdant des contours arbitraires différents - la figure 3 est une vue en plan d'une tôle de stator dont les côtés sont deux à deux parallèles et de même longueur - la figure 4 est une vue en plan d'une tôle de stator présentant un côté rectiligne reliant deux côtés parallèles et de même longueur ;; - la figure 5 représente, vu de face, un empilage des tôles de stator de la figure 2, dans lequel des ailettes sont formées consécutivement au décalage angulaire des tôles - la figure 6 représente, vude face, un empilage des tôles de stator de la figure 4, pourvu d'ailettes obtenues par un décalage angulaire des tôles - la figure 7 illustre la disposition mutuelle des tôles de la figure 2 dans le tracé d'estampage d'une bande ; et - la figure 8 illustre la disposition mutuelle des tôles de la figure 4 dans le tracé d'estampage d'une bande. Les tôles de stator 1, visibles sur les figures 1 et 2, présentent chacune la forme d'un polygone irrégulier dont deux des côtés 2 et 3 sont rectilignes, parallèles et de même longueur. Les deux côtés restants 4 et 5 de la tôle de la figure 1 sont curvilignes, tandis que ceux de la tôle de la figure 2 sont rectilignes et forment avec les côtés 2 et 3 des angles différents de 900. La tôle 1 représentée sur la figure 3 présente la forme d'un polygone dont tous les côtés 2 et 3, 4 et 5, et 6 et 7 sont deux à deux parallèles et de même longueur. La tôle 1 de la figure 4 possède un côté rectiligne 8 qui relie les deux côtés parallèles et de même longueur 2 et 3. Le stator feuilleté représenté sur la figure 5 est composé, dans le sens de sa longueur, de groupes alternés 9 et 10 de tôles empilées ayant la forme représentée sur la figure 2, ces groupes de tôles empilées étant décalés angulairement l'un par rapport à l'autre de 1800. L'empilage ainsi obtenu présente des ailettes sur deux seulement de ses faces et ces ailettes délimitent entre elles des rainures de refroidissement axiales 13.Dans différents secteurs 114.et 15, le noyau du stator présente une section réduite qui est compensee par l'accroissement qu'elle subit dans les parties en ailettes de l'empilage au niveau des secteurs voisins 11 et 12, si bien que la tension d'excitation magnétique dans ce noyau de section non-uniforme enhauteurestmaintenue égale à celle d'un noyau de stator feuilleté de section uniforme en hauteur. Le stator feuilleté visible sur la figure 6 est formé par un empilage de tôles 1 du type de celles représentées sur la figure 14. Ces tôles sont réparties en plusieurs groupes décalés successivement de 900 jusqu'à ce que soient obtenus les secteurs formant les ailettes 11 et 12. Dans les secteurs 14 et 15, la section du noyau du stator est réduite, mais cette diminution est compensée au niveau des parties en ailettes dans les secteurs voisins 11 et 12, si bien que la tension d'excitation magnétique est, dans ce noyau de section ncnqnifornle en hauteur, maintenue étale à celle d'un noyau de stator feuilleté de section-constante en hauteur. La figure 7 illustre la disposition mutuelle des tôles 1 de la figure 2 juste après leur découpage dans une bande brute standard 16. Comme on peut le voir, les tôles 1 sont disposées sous la forme d'une rangée, leurs côtés parallèles 2 et 3 étant confondus avec les deux bords de la bande. La figure 8 représente une bande brute standard 16 dans laquelle on peut voir la disposition mutuelle des tôles 1 de la figure 14 au cours de l'estampage. Les tôles 1 sont ici disposées sur deux rangées de telle façon que, dans l'espace formé entre les parties saillantes de deux tôles successives de l'une des rangées, soit placée la partie saillante d'une tôle de la seconde rangée. Les côtés rectilignes 8 des tôles 1 des deux rangées sont confondus avec les deux bords de la bande d'acier 16. Avec une telle disposition mutuelle des tôles du stator, on peut réaliser un estampage sans chutes. En outre, grâce aux tôles des figures 14 et 8, il est possible, en fonction des besoins, de réaliser des ailettes sur une, deux, trois ou les quatre faces du stator feuilleté. Le stator feuilleté selon l'invention, qui vient d'entre décrit, se caractérise par une consommation réduite d'acier pour la réalisation des tôles magnétiques et par une diminution de la masse de l'empilage de ces tôles. Ceci résulte de la diminution de la section du noyau du stator dans différents secteurs, qui est compensée par son accroissement au niveau des parties en ailettes de l'empilage dans des secteurs voisins, Si bien que la tension d'excitation magnétique dans ce noyau de section non-uniforme est maintenue égale à celle d'un noyau de stator feuilleté de section unciforme. La surface de refroidissement extérieure du stator feuilleté peut en outre être augmentée sans aucune limitation. Ceci crée les conditions d'une ventilation ou une auto-ventilation efficace qui permet d'accroltre la charge électromagnétique, améliore le coefficient d'utilisation des matériaux actifs employés et procure encore une autre possibilité d'économiser de l'acier pour les tôles magnétiques et du cuivre pour les fils. Le découpage sans chutes des tôles du stator dans une bande brute standard est une source supplémentaire d'une économie importante d'acier pour la réalisation des tôles magnétiques. Enfin, malgré la présence des ailettes, les dimensions d'ensemble du stator feuilleté selon l'invention ne sont pas augmentées et la hauteur de l'axe de rotation de la machine électrique est réduite. REVENDICATIONS 1. Stator feuilleté à ailettes pour une machine électrique, qui est formé par un empilage de tôles d'acier individuelles en forme de polygones, présentant au moins deux côtés rectilignes, parallèles et de même longueur et réunies par groupes, et dans lequel des ailettes saillentessont réalisées par un décalage angulaire des groupes successifs de tôles, ce stator étant caractérisé en ce que les tôles (1) ont la forme de polygones irréguliers et leurs côtés parallèles (2,3) définissent des angles différents de 900 avec les côtés restants. 2. Stator feuilleté à ailettes selon la revendication 1, caractérisé en ce que les côtés (2 et 3, 4 et 5, 6 et 7) des tôles, dans leur totalité, sont deux à deux parallèles et de même longueur 3 Stator -feuilleté à ailettes selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un au moins des côtés (8) des tôles (1) est rectiligne et relie les deux côtés rectilignes, parallèles et de même longueur (2 et 3) 4. Stator feuilleté à ailettes selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la section (14,15) du noyau, dans la zone extérieure aux secteurs formant les ailettes (11 et 12), est calculée pour une tension d'excitation magnétique élevée destinée à être compensée par la tension d'excitation magnétique plus basse dans les secteurs formant les ailettes (11 et 12).