Brevet FR2696056A3 — publié le 19940325

FR 2696056 A3 19940325 FR 9310206 A 19930824 "Machine électrodynamique, en particulier générateur de courant triphasé pour véhicules automobiles" L'invention part d'une machine électrodyna- mique, en particulier générateur de courant triphasé pour véhicules automobiles, avec un paquet de tôles de stator en lamelles de tôle pour l'enroulement du sta- tor, avec un boîtier de stator en deux parties avec des emplacements de palier pour un rotor coopérant avec l'enroulement du stator et susceptible de tourner dans le paquet de tôles de stator, et avec un système de refroidissement dans lequel l'agent de refroidisse- ment pour évacuer la chaleur, s'écoule entre autres par des canaux de refroidissement radiaux dans le pa- quet de tôles de stator. Dans une machine connue de ce type, le pa- quet de tôles est composé selon le document GB-B 2 108 772 A de façon que chaque lamelle de tôle soit cintrée à partir d'une bande de tôle estampée, de sorte qu'en- tre le début et la fin de la bande de tôle, subsiste un interstice Ces interstices des lamelles de tôle sont décalés les uns par rapport aux autres et répar- tis sur la périphérie Ils se situent respectivement au fond d'une encoche, de sorte qu'après la mise en place des isolations des encoches du stator, ils sont fermés et ne sont donc pas disponibles en tant que ca- naux pour un agent de refroidissement. Il est par contre connu, par le document FR- PS 525 194, pour le refroidissement du paquet de tôles du stator, de subdiviser celui-ci en tronçons de pa- quets individuels pour ménager entre eux des fentes s'étendant sur toute la périphérie pour l'agent de refroidissement Une telle solution est toutefois d'une fabrication très coûteuse et elle accroît la ré- sistance magnétique du paquet de tôles et augmente considérablement la longueur de construction du fait des fentes s'étendant sur toute la périphérie. L'invention a pour but de remédier à ces in- convénients et concerne à cet effet une machine élec- trodynamique caractérisée en ce que tout au moins dans la zone médiane du paquet de tôles de stator, plu- sieurs canaux de refroidissement répartis sur la péri- phérie sont ménagés par des segments individuels de lamelles de tôle du paquet de tôles, qui sont disposés dans le sens de la périphérie à une certaine distance les uns des autres et qui sont assemblés au paquet de tôles du stator avec leurs lamelles de tôle voisines. Avec la solution, selon l'invention, indi- quée ci-dessus, on obtient une amélioration du refroi- dissement sur la machine par rapport à un paquet de tôles sans fente ou bien avec des fentes fermées Par rapport aux fentes de refroidissement ménagées entre des tronçons du paquet de tôles, on obtient une puis- sance volumique plus élevée de la machine, ou bien une réalisation plus compacte, ou bien une durée de vie plus élevée. D'autres caractéristiques de l'invention permettent d'apporter des compléments et des améliora- tions aux dispositions indiquées ci-dessus. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion tout au moins une lamelle médiane est constituée de plusieurs segments de tôle entre lesquels se trou- vent des canaux de refroidissement. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, plusieurs lamelles médianes placées les unes à côté des autres sont constituées de plusieurs segments de tôle entre lesquels se trouvent des canaux de re- froidissement. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, à côté de plusieurs lamelles médianes utilisées pour la fixation du paquet de tôles au boîtier du sta- tor, au moins une lamelle de tôle est constituée de segments de tôle pour former les canaux de refroidis- sement. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, les canaux de refroidissement sont respective- ment plus larges que les segments de tôle des lamelles de tôle. Enfin, selon une autre caractéristique de l'invention, les segments de tôle des lamelles de tôle sont respectivement plus larges que les canaux de re- froidissement. Des exemples de réalisation de l'invention sont représentés sur les dessins ci-joints et vont être exposés plus en détail dans la description ci- après. la figure 1 est une coupe longitudinale de la moitié supérieure d'un générateur de courant tri- phasé avec un rotor à pâles à griffes, la figure 2 montre un découpage du paquet de tôles pour un premier exemple de réalisation, la figure 3 montre un découpage pour un autre exemple de réalisation, la figure 4 montre la section transversale du paquet de tôles du générateur de courant triphasé de la figure 1 à plus grande échelle, avec une lamelle médiane constituée de plusieurs segments, la figure 5 montre en tant qu'autre exem- ple de réalisation, la section transversale du paquet de tôles avec plusieurs lamelles médianes constituées par des segments, la figure 6 montre un autre exemple de ré- alisation du paquet de tôles avec une lamelle de tôle constituée par des segments de chaque côté des lamel- les médianes, la figure 7 montre la section transversale du paquet de tôles du stator avec deux lamelles de tôle constituées par des segments à côté des lamelles médianes. Sur la figure 1 est représentée, en coupe longitudinale, la moitié supérieure d'un générateur 10 de courant triphasé pour un véhicule automobile Ce générateur 10 est constitué de façon connue, par un rotor à pôles à griffes 11, dont l'arbre d'entraîne- ment 12 est monté avec deux paliers à billes 13 dans deux moitiés de boîtier 14 Entre ces moitiés de boî- tier 14 est serré par des vis 16, un paquet de tôles de stator qui porte un enroulement de stator 17 pour la production d'énergie électrique sous forme de cou- rant triphasé Les moitiés de boîtier 14 avec le pa- quet de tôles 15 du stator et l'enroulement 17 du sta- tor constituent le stator 18 du générateur 10 qui com- porte sur son côté frontal arrière, une unité redres- seur 19, un régulateur 20 et un agencement de balais et de bagues 21, par l'intermédiaire duquel un enrou- lement d'excitation 22 du rotor à pôles à griffes 11, est alimenté en courant continu. Le paquet de tôles 15 du stator est consti- tué par un nombre déterminé de lamelles de tôle 23 disposées par couches, les lamelles placées au milieu et dites lamelles médianes, ayant un diamètre un peu plus grand, comme on peut le voir sur les figures 4 à 7, et étant munies de liens de fixation 24 dans la zone des vis de fixation 16, comme on peut le voir sur les figures 2 et 3 Les lamelles de tôle 23 sont main- tenues ensemble par des rivets 25 uniformément répar- tis sur la périphérie. L'aération du générateur d'un courant tri- phasé 10 s'effectue dans ce cas, par deux ventilateurs 26, 27 qui sont montés contre les faces frontales du rotor à pôles à griffes 11 et qui produisent un cou- rant d'air de refroidissement indiqué sur la figure 1 par la référence 28. Pour pouvoir, dans ce cas, évacuer aussi ra- pidement que possible la chaleur de déperdition dans le paquet de tôles 15 du stator, une ou plusieurs la- melles de tôle 23 ou bien 23 a sont, conformément à l'invention, constituées par des segments de tôle 29, répartis sur la périphérie à une certaine distance les uns des autres et ménageant entre eux plusieurs canaux de refroidissement 30 répartis sur la périphérie Ces segments de tôle sont fermement assemblés aux lamelles de tôle voisines 23 pour constituer le paquet de tôles A travers les canaux de refroidissement 30 formés de cette façon, un courant d'air de refroidissement 28 a peut alors circuler radialement de l'extérieur vers l'intérieur à travers le paquet 15 de tôles de stator et évacuer aussi rapidement que possible, la chaleur de déperdition notamment produite dans la zone médiane du paquet de tôles 15 du stator. La figure 2 montre la coupe d'une telle la- melle médiane 23 a constituée de plusieurs segments 29 entre lesquels se trouvent des canaux de refroidisse- ment 30 Dans ce cas, les segments de tôle 29 sont respectivement plus larges que les canaux de refroi- dissement 30 placés entre eux, de sorte que le courant d'air 28 a s'écoulant radialement de l'extérieur vers l'intérieur, contribue au refroidissement du paquet de tôles du stator Du fait que les segments de tôles 29 de la lamelle médiane 23 a sont relativement larges, la résistance magnétique du paquet de tôles 15 du stator n'est altérée que de façon insignifiante, de sorte qu'un mode de construction compact peut être maintenu. La figure 3 montre un autre exemple de ré- alisation d'une lamelle médiane 23 a dans laquelle les canaux de refroidissement 30 entre les segments de tôle 29, sont respectivement plus larges que les seg- ments de tôle 29. Sur la figure 4 on peut voir que seulement une des lamelles médianes 23 a est composée de segments de tôle 29 selon la figure 2 ou bien la figure 3, pour ménager des canaux de refroidissement 30 Dans l'exem- ple de réalisation selon la figure 5, les canaux de refroidissement 30 sont, par contre, élargis en ce que plusieurs lamelles médianes 23 a placées les unes à côté des autres, et respectivement constituées de plu- sieurs segments de tôle 29 placés les uns sur les au- tres, sont bloquées entre les autres lamelles de tôle du paquet de tôles 15 du stator. Dans l'exemple de réalisation selon la figu- re 6, les lamelles médianes 23 a servant à la fixation du paquet de tôles 15 du stator restent, par contre, inchangées et seulement une des lamelles de tôle 23 placées de chaque côté de ces lamelles médianes 23 a est composée de segments de tôle 29 pour ménager des canaux de refroidissement 30, et sont fermement assem- blées aux autres lamelles de tôle 23 par des rivets 25. L'exemple de réalisation selon la figure 7, montre enfin la réalisation des canaux de refroidisse- ment 30 à partir de deux lamelles de tôle 23 composées des segments de tôle 29 et placées l'une contre l'au- tre, à côté des lamelles médianes 23 a. Selon ce que doit être, d'une part l'inten- sité du refroidissement du paquet de tôles 15 du sta- tor et, d'autre part, l'altération du flux magnétique dans le paquet de tôles 15 du stator, la section transversale et le nombre des canaux de refroidisse- ment 30 dans ce paquet de tôles 15 du stator, peut être optimalisée pour chaque cas d'application Il est alors bien entendu également possible, pour des pa- quets de tôles de plus grandes longueurs, de disposer des canaux de refroidissement de ce type, non seule- ment dans la zone médiane, mais de les répartir sur la longueur du paquet de tôles Il est enfin également possible dans le cadre de l'invention, d'utiliser à la place de l'air, un autre agent de refroidissement ap- proprié Selon le système de refroidissement, l'agent de refroidissement peut alors circuler dans les canaux de refroidissement 30, radialement vers l'intérieur ou bien radialement vers l'extérieur. REVENDICATIONS 1. Machine électrodynamique, en particulier générateur de courant triphasé pour véhicules automo- biles, avec un paquet de tôles de stator en lamelles de tôle pour l'enroulement du stator, avec un boîtier de stator en deux parties avec des emplacements de palier pour un rotor coopérant avec l'enroulement du stator et susceptible de tourner dans le paquet de tô- les de stator, et avec un système de refroidissement dans lequel l'agent de refroidissement, pour évacuer la chaleur, s'écoule entre autres par des canaux de refroidissement radiaux dans le paquet de tôles de stator, machine électrodynamique caractérisée en ce que, tout au moins dans la zone médiane du paquet de tôles de stator ( 15), plusieurs canaux de refroidisse- ment ( 30) répartis sur la périphérie, sont ménagés par des segments individuels ( 29) de lamelles de tôle ( 23) du paquet de tôles ( 15), qui sont disposés dans le sens de la périphérie, à une certaine distance les uns des autres et qui sont assemblés au paquet de tôles du stator ( 15) avec leurs lamelles de tôle voisines ( 23). 2. Machine électrodynamique selon la reven- dication 1, caractérisée en ce que, tout au moins une lamelle médiane ( 23 a) est constituée de plusieurs seg- ments de tôle ( 29) entre lesquels se trouvent des ca- naux de refroidissement ( 30). 3. Machine électrodynamique selon la reven- dication 2, caractérisée en ce que plusieurs lamelles médianes ( 23 a) placées les unes à côté des autres, sont constituées de plusieurs segments de tôle ( 29) entre lesquels se trouvent des canaux de refroidisse- ment ( 30). 4. Machine électrodynamique selon la reven- dication 1, caractérisée en ce qu'à côté plusieurs la- melles médianes ( 23 a) utilisées pour la fixation du paquet de tôles ( 15) au boîtier ( 14) du stator, au moins une lamelle de tôle ( 23) est constituée de seg- ments de tôle ( 29) pour former les canaux de refroi- dissement ( 30). 5 Machine électrodynamique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les canaux de refroidissement ( 30) sont respec- tivement plus larges que les segments de tôle ( 29) des lamelles de tôle ( 23, 23 a). 6 Machine électrodynamique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les segments de tôle ( 29) des lamelles de tôle ( 23, 23 a) sont respectivement plus larges que les ca- naux de refroidissement ( 30).