Brevet FR2582163A1 — publié le 19861121

1.- "Procédé pour atténuer le bruit de machines électriques et machine électrique dont le bruit a été atténué, notamment générateur de courant (triphasé)." L'invention part d'un procédé pour réduire le bruit de machines électriques, notamment de générateurs de courant comportant un paquet de tales statoriques pour des unités mobiles, telles que des véhicules automobiles et des unités analogues, ainsi que d'une machine électrique dont le bruit a été atténué, notamment générateur de courant (tri- phasé) comportant un paquet de tôles rotoriques. Des machines électriques revêtant la forme de générateurs de courant électrique triphasé sont connues sous de multiples formes (DE-OS 31 21 105) et comportent habituellement des deux côtés, des flasques de paliers A et B, enserrant entre eux le paquet de tôles statoriques et constituant simultanément en leur milieu les paliers pour l'arbre du rotor. Le but de la présente invention, dans le cas d'une machine électrique, notamment dans le cas de généra- teurs de courant triphasé pour véhicules automobiles et des unités analogues, est d'obtenir une atténuation du bruit. Ce but est atteint, conformément à l'inven- tion grâce au procédé caractérisé en ce que, pour réduire les déformations provoquées sur le paquet de tôles statori- 82163 2.- ques par l'action d'efforts magnétiques variables, on pose au moins un cordon de soudure faisant le tour du paquet, de forme annulaire, des tôles rotoriques, ainsi que grace à la machine électrique dont le bruit a été atténué caractérisée en ce qu'au moins un cordon de soudure diagonale s'étend sur la périphérie externe et/ou la périphérie interne du paquet de t8les rotoriques, et l'invention présente l'avantage que l'atténuation du bruit est d'une part particulièrement effi- cace, et que, d'autre part, elle peut être réalisée avec une dépense réduite sans utiliser des éléments constitutifs supplémentaires notamment pour l'atténuation des bruits. Il est en outre avantageux dans ce cas, que simultanément dans le cas de telles machines électriques, les déformations survenant dans la zone du paquet de tôles rotoriques soient réduites,car l'invention repose sur la notion qu'une fraction importante de l'émission de bruit de telles machines électriques, par exemple des générateurs de courant triphasé du type précité, doit être attribuée à ce que le stator du générateur est déformé radialement et axialement par les efforts magnétiques se modifiant cons- tamment du fait de l'entraînement en rotation. Le paquet de tôles statoriques constituant le stator du générateur vibre en conséquence avec des fréquences qui sont détermi- nées par l'entraînement en rotation et qui sont habituelle- ment de l'ordre d'un multiple de la vitesse de rotation con- sidérée, car les déformations radiales et axiales du paquet de tôles statoriques provoquées par les efforts magnétiques engendrent des bruits du fait de leurs actions axialement réparties sur la périphérie du stator. Les dispositions résultant d'autres caractéris- tiques de l'invention permettent d'envisager d'autres com- pléments avantageux et des améliorations de l'invention. C'est ainsi qu'il peut être avantageux de relier ensemble par des dispositifs de soudage au laser, les différentes tôles du stator constituant le paquet de tôles statoriques, le 82163 3.- cordon de soudure ainsi obtenu s'étendant en zig-zag sur la périphérie du paquet de tôles statoriques. On peut éventuellement aussi, rapporter des cordons de soudure s'étendant en forme d'éventail et se croisant respective- ment, L'apport du cordon de soudure reliant ensemble d'une seule pièce les tôles dans sa zone, peut alors s'effectuer lorsque le stator, lors de son processus de réalisation ou bien de bobinage, accomplit de toutes façons une rotation ou bien le dispositif de soudage au laser peut être rotatif dans le cas d'un paquet de stators fabriqué à l'état sta- tionnaire. Une déviation du faisceau-laser par des miroirs ou des organes analogues est également possible. Un exemple de réalisation de l'invention est représenté sur les dessins ci-joints et va être exposé o!us en détail dans la description ci-après: - la figure 1 montre un exemple -de réalisation possible d'une machine électrique revêtant la forme d'un générateur de courant alternatif pour des véhicules automo- biles et comportant un paquet de tôles statoriques, - les figures 2a et 2b montrent seulement en représentation schématique, le paquet de tôles statori- ques et les efforts magnétiques agissant sur celui-ci, ainsi que le tracé des cordons de soudure rapportés pour atté- nuer le bruit. - Dans le cas du générateur de courant triphasé représenté sur la figure 1, et que l'on ne décrira eue briè- vement pour une meilleure compréhension de l'invention, il est prévu des deux côtés, des flasques de paliers, a sa- voir un flasque de palier 1 désigné par A et un flasque de palier 5 désigné par B, comportant tous deux des moyeux 2 ou 6 permettant de recevoir les deux paliers à rouleaux pour l'arbre 4 du rotor. Les deux flasques de paliers 1 et 5 comportent des parois annulaires 9 et 10 dirigées l'une vers l'autre, essentiellement cylindriques, et complétant la construction 4.- en cuvette du générateur de courant triphasé représenté, le paquet de tôles rotoriques 12 avec l'enroulement rotori- que 13 pouvant être saisi dans les deux alésages 14, 14' des flasques de paliers. Le générateur représenté sur la figure 1, est complété par le rotor 15 avec son bobinage d'excitation 16, qui est constitué des deux moitiés polaires à griffes 7 et 8 et monté et entra né en rotation sur l'arbre de rotor 4. Du fait du mouvement de rotation du rotor et des effets d'induction magnétiques opposés en résultant, ainsi que des parcours de lignes de force se modifiant, des efforts magnétiques agissent sur le stator du générateur, c'est-à-dire sur le paquet de tôles statoriques 12' ou bien 12" représenté exclusivement sur les figures 2a et 2b. Ces efforts magnétiques, ainsi que des recherches l'ont montré, ont essentiellement les directions indiquées par les flèches en traits pleins A ou bien B sur ces figures, c'est-à-dire que les efforts engendrés magnétiquement ont des composantes axiales prononcées qui provoquent sur l'ensemble du paquet de tôles statoriques un effet de déformation indiqué de façon exagérée sur les figures 2a et 2b pour permettre une meilleure compréhension. Pour pouvoir maîtriser ces déformations, qui résultent essentiellement de la possibilité de déplace- ment relatif des différentes t8les annulaires du stator em- pilées les unes sur les autres, des cordons de soudure sont respectivement posés de préférence sur la périphérie externe du paquet de tôles rotoriques, conformément à la présente invention. Cependant, une disposition des cordons de soudure le long de la périphérie interne n'est pas exclue par l'in- vention, cette disposition se situe dans le cadre de l'in- vention et peut être prévue en variante ou bien en complé- ment au cordon de soudure externe. Les cordons de soudure 8 ou bien 8', 8" s'étendent alors en forme de zig-zag axiale- ment d'un côté à l'autre autour de la périphérie du paquet de 82163 5.- t81es statoriques, comme cela est représenté sur le dessin, des structures de cordons de soudure en forme d'éventail se croisant étant également possibles conformément à la fi- gure 2b. Le tracé en zig-zag, c'est-à-dire l'alternance des cordons de soudure passant du c8té supérieur représenté sur le dessin au côté inférieur du paquet de t8les stato- riques, est judicieux afin que toutes les tôles individuel- les du stator soient saisies et reliées ensemble d'une seule pièce le long de ces cordons de soudure, On obtient ainsi grâce aux cordons de soudure, une structure porteuse des tôles individuelles de stators normalement seulement collées ensemble, les cordons de soudure pouvant alors, de façon évidente résister aux efforts magnétiques provoquant les déformations axiales et radiales, car ils peuvent 8tre considérés en pratique comme des barres de supports rigides disposées en éventail et solidaires des différents anneaux de t8les du paquet statorique, de sorte qu'il en résulte une stabilisation d'ensemble de la structure et de la cons- titution du paquet statorique. Des vibrations dues à une cause quelconque, mais principalement les déformations provoquées par l'action des efforts magnétiques, sont ainsi réduites de façon décisive. Les cordons de soudure peuvent être appliqués d'une façon habituelle, par exemple par rayonnement laser. On peut utiliser des dispositifs de sou- dage laser classiques qui sont disposés et mis en oeuvre de façon appropriée à des emplacements appropriés au cours du processus de fabrication ou du processus de bobinage du paquet statorique. Toutes les caractéristiques exposées dans la description, les revendications ci-après et les dessins, peuvent être considérées comme essentielles pour l'inven- tion, que ce soit individuellement ou en combinaisons quel- conques entre elles. 82163 6. RE V E N D I C A T I 0 N S 1.- Procédé pour réduire le bruit de machines électriques, notamment de générateurs de courant comportant un paquet de tôles statoriques pour des unités mobiles, telles que des véhicules automobiles et des unités analogues, procé- dé caractérisé en ce que, pour réduire les déformations pro- voquées sur le paquet de tôles statoriques (12, 12', 12") par l'action d'efforts magnétiques variables, on pose au moins un cordon de soudure faisant le tour du paquet, de forme annulaire, des t3les rotoriques. 2.- Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que ce ou ces cordons de soudure est disposé ou sont disposés sur la périphérie externe et/ou la périphé- rie interne du paquet de tôles rotoriques. 3.- Procédé selon l'une quelconque des reven- dications 1 ou 2, caractérisé en ce que le cordon de sou- dure suivant la périphérie du paquet de tôles rotoriques est rapporté en zig-zag alternativement d'un côté à l'autre sur la périphérie externe et/ou la périphérie interne du paquet de tèles rotoriques. 4.- Procédé selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que des cordons de soudu- re symétriquement opposés sont rapportés en éventail et en se croisant réciproquement sur la périphérie interne et/ou la périphérie externe du paquet de tèles rotoriques. 5.- Procédé selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que les cordons de soudure sont rapportés par un procédé de soudage au laser. 6.- Machine électrique dont le bruit a été atténué, notamment générateur de courant (triphasé) compor- tant un paquet de tôles rotoriques, machine caractérisée en ce qu'au moins un cordon de soudure diagonale s'étend sur la périphérie externe et/ou la périphérie interne du paquet de tôles rotoriques. 7.- Machine électrique dont le bruit a été 82163 7.- atténué selon la revendication 6, caractérisée en ce que les cordons de soudure diagonaux se croisant en éventail sont rapportés sur la périphérie interne et/ou la périphé- rie externe du paquet de t8les rotoriques par des disposi- tifs de soudage au laser.