Brevet FR2595883A1 — publié le 19870918

Titre: PROCEDE ET DISPOSITIF POUR REDUIRE LE BRUIT DANS LES MACHIeES ELECTRIQUES, EN PARTICULIER DANS UN ALTERNATEUR TRIPHASE POUR VEHICULE. L'invention part d'un procédé pour réduire le bruit dans le cas des machines électriques, en particulier dans le cas des alternateurs triphasés pour véhicules, dans lequel un stator avec alésage recevant le rotor présente, réparties sur la périphérie, des encoches 5 qui reçoivent les bobinages du stator, ainsi que d'un dispositif, en particulier d'un alternateur triphasé pour véhicules, dans lequel un stator avec alésage recevant le rotor présente, réparties sur la périphérie, des encoches qui reçoivent les bobinages du stator. On connait le comportement bruyant des alternateurs triphasés. Il est éga10 lement connu que ce comportement est influencé, lorsque le rotor tourne, par des variations de la perméance magnétique qui apparaissent dans la zone du stator, à la transition avec le rotor. On a donc proposé déjà, de ce point de vue, de rapporter dans les encoches formées vers l'intérieur du stator, ce que l'on appelle des cales d'en15 coche ferromagnétiques, ce qui permet de réduire les variations de la perméance magnétique et donc aussi l'action des forces alternatives d'excitation, dans leur amplitude entre stator et rotor. En disposant une cale d'encoche ferromagnétique dans chaque encoche on peut donc observer une certaine réduction du développement du bruit, mais 20 non dans une mesure suffisante. L'invention a donc pour objet d'améliorer encore le compor- 2 2595883 tement bruyant développé par des machines électriques, en particulier par les alternateurs triphasés pour véhicules. Le procédé conforme à l'invention ainsi que le dispositif conforme à l'invention atteignent cet objet respectivement: - par le moyen qu'après la mise en place des bobinages du stator dans les encoches on modifie les encoches, en ce qui concerne leur forme ou en ce qui concerne le nombre des ouvertures libres, par une introduction, incomplète vu sur la périphérie, de cales d'encoche ferromagnétiques, de façon telle que, par ce moyen, pendant la marche 10 de la machine, en plus des variations de la perméance, on modifie également le nombre de variations par unité de temps de façon telle que les vibrations produites par ces variations dans les pièces de l'alternateur sont décalées dans des zones de fréquence non gênantes (vitesse de rotation de l'alternateur plus élevée; vitesse de rota15 tion inférieure à la marche à vide du moteur à combustion interne d'entratnement). - par le moyen que l'on ouvre au moins des dents du stator déterminées, alternant en nombre quelconque avec des dents laissées inchangées, également réparties en nombre quelconque sur la périphé20 rie de l'alésage du stator, au moyen d'une fente qui va en se rétrécissant, fente qui éventuellement va Jusqu'au fond de l'encoche voisine; et que l'on écarte l'une de l'autre les deux demi-dents de stator ainsi formées, en rétrécissant simultanément et de façon croissante les encoches voisines, près de l'alésage du stator, de façon 25 telle qu'il se produit un accroissement des fréquences d'excitation. - par le moyen que l'on rabat des dents de stator prescrites, simplement dans leur zone de tête voisine de l'alésage du stator, par au moins deux fentes, en laissant inchangée la partie médiane, en les ramenant des deux côtés au niveau de l'alésage du stator 30 et en les ouvrant simultanément dans cette zone, de sorte qu'il apparalt des petits pieds qui sont rapportés latéralement et qui rétrécissent simultanément les encoches voisines. Ce procédé et ce dispositif reposent sur la connaissance que l'on peut atteindre une modification efficace du comportement bruyant de ces alternateurs si l'on ne recherche pas seulement, comme 3 2595883 Jusqu'ici, une diminution de l'amplitude, mais si l'on décale en fréquence les variations de la conductance qui apparaissent certes en allure de marche dynamique, donc pour des vitesses de rotation appropriées de l'alternateur, dans des zones de vitesses de rotation pour lesquelles les bruits développés par l'alternateur en question ne sont pas perceptibles, et ne sont donc également pas gênants; de telles zones de vitesses de rotation apparaissent par exemple en-dessous de la marche à vide du moteur à combustion interne qui entraîne l'alternateur ou pour des vitesses de rotation si élevées que, par suite du développement du bruit qui existe de toutes façons habituellement ici, le bruit de l'alternateur ne peut plus être ressenti comme gênant. L'invention est donc efficace parce qu'en principe tout le comportement bruyant d'un alternateur ne devient gênant que si des pièces de l'alternateur sont excitées par les variations périodiques de la conductance pour arriver à une fréquence de résonance des pièces de l'alternateur, donc à une vibration d'accompagnement, car, dans ce cas, il peut se développer des vibrations qui sont loin au-dessus de la valeur normale de la force qui les provoque, et donc également des 20 bruits correspondants. Le décalage des fréquences d'excitation, c'est à dire l'influence des relations des différentes parties de l'alternateur dans la zone de fréquence est donc une possibilité plus efficace que l'essai de diminuer simplement les amplitudes qui se forment. Dans le cas de l'invention il est donc avantageux que le 25 déplacement de la fréquence d'excitation dans les zones de fréquence qui ne sont plus gênantes puisse se faire par les moyens les plus simples, donc à un prix intéressant et sans dépense supplémentaire de montage, étant précisé que, dans le cas d'une forme préférée d'exécution, on peut déjà modifier les fréquences d'excitation par le moyen 30 qu'entre les cales d'encoche ferromagnétiques rapportées dans les encoches à la périphérie de l'alésage du stator, régulièrement ou irrégulièrement, on laisse des encoches sans cale d'encoche ferromagnétique, de sorte que l'on en arrive visiblement à déranger le- comportement périodique des variations de la perméance magnétique et qu'il ne 35 se produit pas de stimulation de ces vibrations. Une autre possibi- 4 2595883 lité pour décaler la fréquence d'excitation consiste à soumettre à une modification plastique de forme les dents du stator, qui alternent respectivement avec les encoches, là o elles forment l'alésage intérieur du stator, par exemple à les refendre de façon qu'elles 5 forment au moins une ou deux fentes supplémentaires qui provoquent des variations supplémentaires de la conductance de façon à décaler les fréquences d'excitation dans les zones de fréquences plus élevées. Des extensions et des améliorations avantageuses de l'invention sont possibles grace aux mesures énumérées ci-dessous. - on procède à la modification de forme des ouvertures des encoches par le moyen que l'on ouvre des dents du stator voisines, en répartition régulière ou irrégulière sur la périphérie de l'alésage du stator, par déformation au moyen d'un coin, au moins dans la tête dirigée vers l'alésage du stator, pour former des entrefers sup15 plémentaires. - les cales d'encoche ferromagnétiques sont rapportées régulièrement ou irrégulièrement dans l'encoche sur la périphérie de l'alésage du stator, avec un nombre quelconque d'encoches laissées libres se trouvant entre elles. - au moins d'un côté d'une encoche présentant une cale d'encoche ferromagnétique rapportée, est disposée une encoche libre sans cale d'encoche. - dans les encoches du stator sont placées douze cales d'encoche ferromagnétiques réparties sur la périphérie et présentant, 25 de l'une à l'autre, un écartement constant de deux encoches libres. - dans les encoches sont placées douze cales d'encoche ferromagnétiques réparties sur la périphérie de l'alésage du stator, avec alternativement entre une et trois encoches libres. - en outre trois obturateurs d'encoche, de préférence en 30 papier dur ou analogue, sont rapportés dans les encoches. - neuf cales d'encoche ferromagnétiques, à écartement constant et avec respectivement trois encoches libres réparties entre elles sur la périphérie de l'alésage du stator, sont rapportées dans des encoches. - en outre cinq obturateurs d'encoche sont disposés dans 2595883 des encoches. - quatorze cales d'encoche ferromagnétiques, avec, entre elles, entre une et trois encoches laissées libres, irrégulièrement, sont placées dans des encoches. - en outre huit obturateurs d'encoche sont disposés dans des encoches. - dix-huit cales d'encoche ferromagnétiques sont disposées sur la périphérie de l'alésage du stator, en alternant régulièrement avecnchaque fois une encoche libre entre des encoches occupées par 10 des cales d'encoche. - en outre onze obturateurs d'encoche sont disposés dans des encoches. Des exemples d'exécution de l'invention sont représentés sur le dessin et expliqués en détail dans la description qui suit. 15 Les figures 1-5 représentent, simplement schématisées dans une vue de face du stator d'un alternateur triphasé avec alésage interne, des formes possibles d'exécution de la répartition des cales ferromagnétiques dans les encoches et les figures 6 et 7 représentent respectivement des formes d'exécution d'une déformation plastique des 20 dents du stator. Les figures 1-5 représentent respectivement différentes possibilités de répartition des cales d'encoche ferromagnétiques sur la périphérie de l'alésage intérieur du stator d'une machine électrique dans des encoches formées entre les dents du stator, étant préci25 sé que, dans ce qui suit, on ne parlera exclusivement que d'un alternateur triphasé comme machine électrique équipée d'un tel stator, sans limiter l'invention à ce cas. Sur les figures 1-5, le stator est respectivement repéré par le chiffre 10 et les encoches formées par les dents du stator 11 disposées à une certaine distance l'une 30 de l'autre sont repérées par le chiffre 12. La forme générale des dents du stator est la forme d'un petit pied avec une surface élargie au voisinage de l'alésage, comme cela est connu en soi; sur les figures 1-5, le stator n'est indiqué que de façon schématique et repéré par le chiffre 13. Selon cette première forme d'exécution de l'invention, i pour améliorer le comportement bruyant des alternateurs triphasés, non seulement dans chaque cas on influence les amplitudes des variations de la conductance magnétique qui proviennent du stator, mais, de façon particulièrement efficace, on obtient un décalage de la fréquen5 ce d'excitation et, de façon plus précise, par le moyen qu'entre les cales d'encoche ferromagnétiques qui sont rapportées dans les encoches 12, à la périphérie de l'alésage du stator 14, régulièrement ou irrégulièrement, et qui sont repérées respectivement par le chiffre 15, sont disposées des encoches ouvertes, donc laissées libres, qui 10 ne présentent pas de cale d'encoche ferromagnétique. Dans le cas de l'exemple d'exécution représenté sur la figure 1, des cales d'encoche ferromagnétiques 15, respectivement répar ties, à écartement régulier les unes des autres, sur la périphérie, sont disposées de façon telle que, chaque fois, deux encoches sans 15 cale ferromagnétique suivent une encoche fermée par une cale 15, dans l'une ou l'autre direction. En complément, il est en outre encore possible et il est également connu, vu en soi, de recouvrir les encoches, après mise en place du bobinage, d'un papier dur approprié, ou analogue, c'est20 à-dire de les munir de ce que l'on appelle des obturateurs d'encoche - dont, sur la représentation de la figure 1, on n'a pas fait usage, c'est-à-dire qu'à côté des douze cales d'encoche ferromagnétiques zéro obturateurs d'encoche sont prévus. Dans le cas de l'exemple d'exécution de la figure 2, 12 r 25 cales d'encoche ferromagnétiques 15 sont également réparties sur la périphérie on reconnaît toutefois la multiplicité des variantes de la répartition des cales d'encoche, car, dans cet exemple d'exécution - et tous les exemples d'exécution doivent être regardés comme ne limitant pas l'invention, mais montrent simplement des modèles possibles 30 de répartition des cales d'encoche et des obturateurs d'encoche les écartements entre les encoches munies de cales d'encoche ferromagnétiques sont irréguliers et varient entre une encoche libre sans cale d'encoche ferromagnétique et trois encoches libres, comme on peut le voir sans autre à partir de la représentation de la figure 2. La ré35 partition irrégulière des cales d'encoche dans les encoches a pour objet, en complément aux actions mentionnées, une dégradation du comportement périodique des variations de la conductance magnétique telles qu'elles proviennent du stator, et constitue donc également un moyen efficace pour supprimer ce qui stimule les vibrations d'accom5 pagnement. Dans le cas de l'exemple d'exécution représenté sur la figure 2, en plus des douze cales d'encoche ferromagnétiques 15, il est encore prévu 3 obturateurs d'encoche qui ne sont pas représentés spécialement sur les figures, étant précisé que les obturateurs d'encoche sont rapportés dans Ies encoches dans lesquelles il n'y a pas de 10 cale d'encoche ferromagnétique. La disposition et la répartition des obturateurs d'encoche sont également, à volonté, régulières ou irrégulières sur la périphérie de l'alésage du stator, avec des encoches sans obturateur d'encoche se trouvant entre eux. Dans le cas de l'exemple d'exécution de la figure 3, 9,les 15 cales d'encoche ferromagnétiques sont rapportées, réparties sur la périphérie, étant précisé que la répartition des cales d'encoche, vu en soi, est à nouveau régulière, puisqu'entre chaque encoche munie d'une cale d'encoche sont respectivement disposées 3 encoches sans cale d'encoche ferromagnétique. En outre, dans le cas de cet exemple 20 d'exécution, 5 obturateurs d'encoche peuvent être disposés. Dans le cas de l'exemple d'exécution de la figure 4, 14 cales d'encoche ferromagnétiques et 8 obturateurs d'encoche sont disposés, répartis sur la périphérie, étant précisé que la répartition des cales d'encoche sur la périphérie de l'alésage du stator, l'une 25 par rapport à l'autre, est à nouveau irrégulière et que des écartements d'encoches non munies de cale d'encoche peuvent aller de un à trois encoches, comme le montre'le dessin. Enfin, dans le cas du dernier exemple d'exécution, 18 cales d'encoche et 11 obturateurs d'encoche sont prévus, en répartition 30 régulière sur la périphérie de l'alésage du stator, étant précisé que l'on a alternativement des encoches munies de cales d'encoche et des encoches sans cale d'encoche ferromagnétiques. Les exemples d'exécution des figures 6 et 7 montrent simplement, dans une représentation partielle des dents du stator, les 35 possibilités qui s'offrent d'une déformation plastique des dents, éventuellement Jusque près du plan du fond de I'encoche. Dans le cas de l'exemple d'exécution de la figure 6, on a procédé de façon que, avant la mise en paquet des différentes lamelIles de fer formant le paquet du stator, on a réalisé des fentes dans 5 des dents déterminées 11', dans toutes les dents, régulièrement, ou irrégulièrement sur la périphérie en laissant à volonté des dents intermédiaires non influencées, fentes qui sont repérées par le chiffre 16 sur la figure 6, en précisant, comme cela se comprend, qu'après cette étape de la fabrication, la forme de la dent reste encore sen10 siblement non influencée, car une telle dent, repérée par 11a', présente la forme représentée en tireté sur la figure 6 et la conserve tout d'abord. Après que l'on a mis en place les bobinages du stator, on rapporte dans Iesdents du stator, dans les fentes 16 réalisées avant 15 la mise en paquet, par exemple des outils en forme de coin ou on prend d'autres mesures appropriées, pour opérer une ouverture de la fente pour obtenir une forme de dent telle que celle représentée sur la figure 6 en trait plein. Les deux moitiés de dent, qui se sont tout d'abord formées lorsque l'on a réalisé la fente, mais qui se tiennent encore l'une contre l'autre, sont alors soumises, par suite de l'introduction d'un outil en forme de coin, à une déformation plastique et à une ouverture réciproque, ce par quoi d'une part on en arrive à un rétrécissement (souhaité) des encoches ouvertes voisines, mais aussi, simultanément, à la formation d'entrefers supplémentaires 25 17, ce qui fait apparaltre obligatoirement des variations supplémentaires de la conductance, c'est-à-dire qu'une fréquence d'excitation possible s'accroit de façon décisive, donc se décale dans une zone de fréquence plus élevée. Dans le cas d'une proposition de solution semblable en principe, comme représenté sur la figure 7, il'se produit également une déformation, au moyen d'un coin, des parties de la dent après mise en place des bobinages du stator. Dans le cas de cet exemple d'exécution, au début, les dents respectivement choisies ou toutes les dents (cette seconde forme d'exécution des dents du stator dé35 formées englobe également les deux possibilités) sont réalisées comme représenté en 11' sur la figure 7. Grâce à la formation appropriée, des deux côtés, d'une fente 18a, 18b, on munit la tête de la dent 11' du stator, avant la mise en paquet pour formation du paquet de lamelles du stator-, donc, pour chaque lamelle de fer, au moment de sa fabrication, de prolongements inclinés 19a, 19b qui pénètrent des deux côtés dans le futur alésage du stator, étant précisé que la largeur de la dent du stator est conservée. On en vient donc à une sorte de formation de petits pieds qui vont en s'écartant vers le bas et c'est sous cette forme qu'après la mise en paquet se fait la mise en 10 place des bobinages du stator, et ensuite la déformation, au moyen d'un coin, dans la zone de ces petits pieds des deux côtés 19a, 19b, ceux-ci étant, vu depuis l'alésage intérieur, repoussés vers l'extérieur et vers le haut, ce qui donne la forme définitive 11' des dents du stator comme cela est représenté en tireté sur la figure 7 en 19'a 15 et 19'b. Par ce moyen on obtient à nouveau un alésage continu et rond du stator, si par exemple se trouvent voisines des dents de stator non réusinées 11 auxquelles se raccordent alors, après la déformation au moyen d'un coin, les petits pieds 19'a, 19'b,qui se trouvent des deux côtés sous leur forme écartée. En même temps, grâce à ce mode de 20 déformation au moyen d'un coin, on en vient, pour chaque dent réusinée de cette façon, à deux entrefers supplémentaires, comme on peut le voir sans autre, de sorte qu'il se produit dans cette zone un triplement de la fréquence d'excitation. On reconnait en outre que la conception, avant déformation, de la dent-de stator qui est respecti25 vement à réusiner, est telle que la déformation puisse s'exécuter de façon telle que l'alésage du stator n'a plus ensuite à être soumis à un usinage. A côté de la modification de la fréquence d'excitation, une telle solution offre également des avantages du point de vue de la techique de fabrication en ce qui concerne le bobinage du stator 30 et la mise en place des bobines du stator (A>"A'). Tous les attributs représentés dans la description, dans les revendications qui suivent et sur le dessin peuvent être essentiels à l'invention aussi bien individuellement qu'en combinaison quelconque l'un avec l'autre. REVENDICATIONS 1. Procédé pour réduire le bruit dans le cas des machines électriques, en particulier dans le cas des alternateurs triphasés pour véhicules, dans lequel un stator avec alésage recevant le rotor présente, réparties sur la périphérie, des encoches (11) qui reçoi5 vent les bobinages du stator, caractérisé en ce qu'après la mise en place des bobinages du stator dans les encoches (12) on modifie les encoches, en ce qui concerne leur forme ou en ce qui concerne le nombre des ouvertures libres, par une introduction, incomplète vu sur la périphérie, de cales d'encoche ferromagnétiques (15), de façon telle 10 que, par ce moyen, pendant la marche de la machine, en plus des variations de la conductance on modifie également le nombre de variations par unité de temps de façon telle que les vibrations produites par ces variations dans les pièces de l'alternateur sont décalées dans des zones de fréquence non gênantes (vitesse de rotation de l'al15 ternateur plus élevée; vitesse de rotation inférieure à la marche à vide du moteur à combustion interne d'entraînement). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on procéde à la modification de forme des ouvertures des encoches par le moyen que l'on ouvre des dents du stator voisines, en réparti20 tion régulière ou irrégulière sur la périphérie de l'alésage du stator, par déformation au moyen d'un coin, au moins dans la tête dirigée vers l'alésage du stator, pour former des entrefers supplémentaires. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 25 les cales d'encoche ferromagnétiques (15) sont rapportées régulièrement ou irrégulièrement dans l'encoche sur la périphérie de l'alésage du stator, avec un nombre quelconque d'encoches laissées libres se trouvant entre elles. 4. Machine électrique fabriquée selon le procédé de la re30 vendication 1 ou 2, en particulier alternateur triphasé pour véhicules, dans lequel un stator avec alésage recevant le rotor présente, réparties sur la périphérie, des encoches qui reçoivent les bobinages du stator, caractérisée en ce que l'on ouvre au moins des dents du stator déterminées, alternant en nombre quelconque avec des dents laissées inchangées, également réparties en nombre quelconque sur la périphérie de l'alésage du stator, au moyen d'une fente (entrefer 17) qui va en se rétrécissant, fente qui éventuellement va jusqu'au fond de l'encoche voisine; et en ce que l'on écarte l'une de l'autre les 5 deux demi-dents de stator ainsi formées, en rétrécissant simultanément et de façon croissante les encoches voisines, près de l'alésage du stator, de façon telle qu'il se produit un accroissement des fréquences d'excitation. 5. Machine électrique selon la revendication 4, caracté10 risée en ce que l'on rabat des dents de stator prescrites (11'), simplement dans leur zone de tête voisine de l'alésage du stator, par au moins deux fentes, en laissant inchangée la partie médiane, en les ramenant des deux c8tés au niveau de l'alésage du stator et en les ouvrant simultanément dans cette zone, de sorte qu'il apparaît des pe15 tits pieds (19'a,19'b) qui sont rapportés latéralement et qui rétrécissent simultanément les encoches voisines. 6. Machine électrique fabriquée selon le procédé des revendications 1 et 3, en particulier alternateur triphasé pour véhicules, dans laquelle un stator avec alésage recevant le rotor présente, ré20 parties sur la périphérie, des encoches qui reçoivent les bobinages du stator, caractérisée en ce qu'au moins d'un côté d'une encoche (12) présentant une cale d'encoche ferromagnétique (15) rapportée, est disposée une encoche libre sans cale d'encoche. 7. Machine à écrire selon la revendication 6, caractérisée 25 en ce que dans les encoches du stator (12) sont placées douze cales d'encoche ferromagnétiques réparties sur la périphérie et présentant, de l'une à l'autre, un écartement constant de deux encoches libres 8. Machine électrique selon la revendication 6, caractéri30 sée en ce que dans les encoches (12) sont placées douze cales d'encoche ferromagnétiques réparties sur la périphérie de l'alésage du stator, avec alternativement entre une et trois encoches libres, 9. Machine électrique selon la revendication 8, caractéri35 sée en ce qu'en outre trois obturateurs d'encoche, de préférence en papier dur ou analogue, sont rapportés dans les encoches. 10. Machine à écrire selon la revendication 6, caractérisée en ce que neuf cales d'encoche ferromagnétiques, à écartement constant et avec respectivement trois encoches libres réparties en5 tre elles sur la périphérie de l'alésage du stator, sont rapportées dans des encoches. 11. Machine électrique selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'en outre cinq obturateurs d'encoche sont disposés dans des encoches. 12. Machine électrique selon la revendication 6, caractérisée en ce que quatorze cales d'encoche ferromagnétiques, avec, entre elles, entre une et trois encoches laissées libres, irrégulièerement, sont placées dans des encoches (figure-*). 13. Machine électrique selon la revendication 12, caracté15 risée en ce qu'en outre huit obturateurs d'encoche sont disposés dans des encoches. 14. Machine électrique selon la revendication 6, caractérisée en ce que dix-huit cales d'encoche ferromagnétiques sont disposées sur la périphérie de l'alésage du stator, en alternant régulière20 ment avec chaque fois une encoche libre entre des encoches occupées par des cales d'encoche (figure--5-). 15. Machine électrique selon la revendication 14, caractérisée en ce qu'en outre onze obturateurs d'encoche sont disposés dans des encoches.