Brevet FR2697386A1 — publié le 19940429

i "Procédé de fabrication d'un système d'excitation pour les moteurs série et moteurs série ainsi réalisés" L'invention concerne un procédé de fabrica- tion d'un système d'excitation de moteurs à excitation série avec un enroulement d'excitation dans le sens de l'enroulement alternant autour des noyaux polaires du support des pôles. L'invention concerne également des moteurs série ainsi réalisés. Les bobines de champ d'excitation de moteurs à excitation électrique série ou plus simplement les moteurs série ont à faire passer, suivant le branche- ment, l'intensité totale ou moitié ou une fraction d'intensité correspondant au courant du moteur divisée par le nombre de pôles ou de paires de pôles Il est connu que les enroulements du système de champ d'exci- tation sont montés sur les noyaux polaires solidaires du stator ou matricés dans celui-ci, le sens de l'en- roulement alternant d'un pôle à l'autre. Il a déjà été proposé, selon le document EP- 0 371 933, de fabriquer les enroulements d'excitation à partir d'un conducteur électrique bobiné de manière conique et qui donne alors une bobine d'excitation par glissement relatif, cette bobine pouvant être placée autour de deux pôles voisins Toutefois, l'inconvé- nient est que pour arriver à un ensemble de bobines pour plusieurs pôles, il faut réunir les différentes bobines en soudant le début et l'extrémité des enrou- lements. Le principe de l'enroulement conique et de son revêtement avec un isolant électrique est de plus très difficile à mettre en oeuvre. Selon le document DE-OS 27 24 009 on connaît un procédé de fabrication d'un stator d'une machine dynamo-électrique, ayant un enroulement de champ de forme sinusoïdale, qui peut être placé dans une culas- se ayant un pôle Toutefois, de tels systèmes n'of- frent qu'un flux magnétique limité pour les pôles car l'enroulement de champ ne les entoure pas complète- ment. La présente invention a pour but de créer un procédé correspondant au type défini ci-dessus, et qui permet de réaliser un système d'excitation électrique pour des moteurs série avec du fil à vernis isolant, sans que les conducteurs utilisés ne présentent des lignes de coupure ou de soudure. A cet effet l'invention concerne un procédé correspondant au type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'on enroule un anneau avec un fil isolé par du vernis, on décale celui-ci latéralement dans sa zone inférieure et on déforme en sens opposé, en méandres, une zone inférieure et une zone supérieure de l'anneau à l'aide d'un dispositif ayant des poinçons travail- lant en sens opposé ainsi que de contre-appuis, pour obtenir un groupe d'enroulements dont les boucles des méandres superposées, possèdent dans leur zone inté- rieure, les passages qui correspondent aux dimensions des noyaux polaires qui seront ainsi entourés ulté- rieurement. Ainsi, il a été trouvé que si l'on enroulait un anneau avec du fil rond, isolé par du vernis, peu coûteux, pour que la périphérie de l'anneau suffise après une mise en forme appropriée, pour entourer le nombre voulu de pôles, on pouvait fabriquer en une seule pièce ce système d'excitation électrique, sans aucun point de soudage. Les systèmes d'excitation ainsi obtenus s'u- tilisent sur des machines à pôles rentrant ou sortant. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, le décalage latéral se fait en fonction du diamètre du fil. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention le nombre de pôles que permet un groupe d'en- roulement est choisi librement et peut se prédétermi- ner par une dimension prédéterminée des noyaux polai- res en fonction de la périphérie de l'anneau. L'invention concerne également les machines électriques équipées d'enroulements réalisés selon l'invention. La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation représenté aux dessins annexés dans lesquels: les figures 1 à 8 montrent les phases de fabrication d'un système d'excitation à trois pôles pour un moteur série à six pôles, selon l'invention. la figure 9 montre schématiquement un mon- tage d'enroulement pour six pôles avec un circuit en série. Selon la figure 1, on réalise un anneau 12 avec du fil 10 de section circulaire, isolé avec un vernis. La périphérie de l'anneau 12 est dimension- née pour avoir suffisamment de "longueur" pour entou- rer ultérieurement les pôles L'anneau 12 possède une borne d'entrée 14 et une borne de sortie 16. Au cours de l'étape suivante, comme l'illus- tre la figure 2, on imprime un décalage dans l'anneau 12 pour que la zone inférieure 18 de l'anneau 12 soit décalée latéralement, c'est-à- dire dans la direction axiale d'une distance correspondant au diamètre du fil de section circulaire. Les figures 3 et 4 montrent la mise en forme de l'anneau 12 pour réaliser un enroulement d'excita- tion pour trois pôles. Pour cela, et à l'aide d'un dispositif ap- proprié, on réalise dans l'anneau 12, chaque fois la- téralement sur la périphérie intérieure 20, deux con- tre-appuis 22 Les contre-appuis 22 ont des dimensions correspondant aux noyaux polaires 24, 26. A l'aide d'un poinçon 28 on déforme la zone supérieure de l'anneau 12 pour que le poinçon 28 atta- que la périphérie extérieure 30 de l'anneau 12 par le haut et enfonce l'anneau 12 entre les contre-appuis 22, en agissant dans la direction radiale Le poinçon 28 a une largeur telle que la périphérie intérieure 20 de l'anneau 12 arrive en appui contre les surfaces la- térales des contre-appuis 22 et qu'après retrait du poinçon 28, il subsiste un volume intermédiaire cor- respondant aux dimensions de l'anneau polaire 30 Par deux poinçons 31 qui attaquent latéralement l'anneau 12, on comprime en même temps l'anneau 12 contre la face extérieure des contre-appuis. Puis un second poinçon 32 pousse par en- dessous contre la périphérie extérieure 30 de l'anneau 12 pour pousser par en-dessous, la zone inférieure de l'anneau 12 entre les contre-appuis 22 Comme l'anneau 12 a déjà été décalé latéralement, la zone inférieure 12 peut être poussée par devant la zone supérieure préalablement déformée La mise en forme de méandres en sens opposé se fait d'une manière formant dans l'anneau 12, trois passages 34, de même dimension, constitués par les boucles en méandres superposées de l'anneau 12. Après avoir placé les bornes d'entrée et de sortie 14, 16 dans leur position finale, on extrait l'anneau 12 mis en forme hors du dispositif et on le cintre suivant le diamètre intérieur du stator pour former un demi-jeu (figures 5 et 6). Comme l'illustrent les figures 7 et 8, on monte chaque fois deux tels demi-jeux avec chaque fois trois passages 34 sur un porte-outil correspondant au diamètre intérieur de l'enroulement d'excitation et on le munit des noyaux polaires 24, 26, 30. Les bornes d'entrée et de sortie 14, 16 sont réunies pour obtenir un système d'excitation d'un mo- teur à six pôles composé de groupes d'enroulement branchés en parallèle L'ensemble de la structure peut alors être placé dans le boîtier du stator du moteur et les noyaux polaires 24, 26, 30 peuvent y être vis- sés à la périphérie intérieure. La figure 9 indique comment fabriquer selon le procédé décrit, des systèmes d'excitation composés de plusieurs parties d'enroulement 40 branchées en sé- rie pour tous les six pôles. Il suffit de remarquer que la périphérie de l'anneau 12 est dimensionnée pour que, par une mise en forme exécutée de façon répétée avec les poinçons 28 et 32 sur les différentes parties d'enroulement 40, on dispose d'un anneau 12 de dimensions suffisantes. Les étapes de fabrication peuvent être réalisées avec un nombre approprié de contre-appuis 22 et de poinçons 28 ou 32, comme dans le procédé décrit ci-dessus. L'invention ne se limite pas à une réalisa- tion à six pôles indiquée à titre d'exemple mais peut s'appliquer évidemment à n'importe quel autre nombre de pôles Il est également possible dans le cadre de l'invention que plusieurs groupes d'enroulements selon la figure 6 recouvrent les groupes voisins de parties d'enroulement pour que tous les noyaux polaires 24, 26, 30 possèdent un flux magnétique de même intensité. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 ) Procédé de fabrication, d'un système d'excitation pour des moteurs série, avec un enroule- ment d'excitation dans le sens de l'enroulement alter- nant autour des noyaux polaires du support des pôles, procédé caractérisé en ce qu'on enroule un anneau ( 12) avec un fil isolé par du vernis ( 10), on décale celui- ci latéralement dans sa zone inférieure et on déforme en sens opposé, en méandres, une zone inférieure et une zone supérieure de l'anneau ( 12) à l'aide d'un dispositif ayant des poinçons ( 28, 32) travaillant en sens opposé ainsi que de contre-appuis ( 22), pour ob- tenir un groupe d'enroulements dont les boucles des méandres ( 40) superposées, possèdent dans leur zone intérieure, les passages ( 34) qui correspondent aux dimensions des noyaux polaires qui seront ainsi entou- rés ultérieurement. ) Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le décalage latéral se fait en fonc- tion du diamètre du fil ( 10). ) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le nombre de pôles que permet un groupe d'enroulement est choisi libre- ment et peut se prédéterminer par une dimension prédé- terminée des noyaux polaires en fonction de la péri- phérie de l'anneau ( 12). ) Moteur électrique série caractérisé en ce qu'il comporte un système d'excitation réalisé se- lon le procédé de l'une quelconque des revendications 1 à 3.