Brevet FR2767236A1 — publié le 19990212

Etat de la technique La présente invention concerne une machine électrique, en particulier, générateur de courant triphasé avec un enroule- ment de stator en fil de spire disposé en trois phases de la même manière dans des rainures du paquet de tôles du stator. Dans de telles machines, l'enroulement du stator est réalisé symétrique, cette symétrie est obtenue grâce à des conducteurs de même section et un même nombre de conduc- teurs. Cela présente en revanche l'inconvénient que le " facteur de remplissage de rainures " est le même dans tou- tes les rainures, mais n'est pas optimal à cause du croise- ment des têtes d'enroulement. Avantages de l'invention: La machine électrique selon l'invention est ca- ractérisée en ce que les phases de l'enroulement du stator sont enroulées avec différents facteurs de remplissage et que l'assymétrie de charge qui en résulte est équilibrée au moyen d'un refroidissement différentié des phases; en particulier une machine pour courant triphasé présente l'avantage que malgré une différence de section de conducteurs différente, ou un nombre de conducteurs différents dans les trois phases du point de vue de la charge et du refroidissement on ob- tienne un équilibrage de l'asymétrie des phases dans le pa- quet de tôles du stator. Il est essentiel qu'on obtienne un facteur de remplissage des rainures plus élevé que jus- qu'alors et qu'on arrive à une augmentation de la puissance et du degré d'efficacité ainsi qu'à une diminution du bruit. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: * la section des conducteurs est de taille différente dans les différentes phases, * le nombre des conducteurs est différent pour chaque phase, * la section des conducteurs et le nombre des conducteurs est différent dans les phases, de sorte que la phase se trou- vant à l'extérieur a le plus facteur de remplissage de rai- nures et la phase se trouvant à l'intérieur a le plus faible facteur de remplissage de rainures, * la phase se trouvant à l'extérieur présente la plus grande section de conducteurs ainsi que le plus petit nombre de conducteurs, la phase se trouvant à l'intérieur a la plus faible section de conducteurs et le plus grand nombre de conducteurs, * la phase se trouvant à l'extérieur présente le plus grand nombre conducteurs ou la plus grande section de conducteurs et la phase se trouvant à l'intérieur présente le plus pe- tit nombre de conducteurs ou la plus petite section de con- ducteurs. Dessins: Un exemple de réalisation est représenté aux des- sins. Ainsi: - la figure 1 est une vue schématique du stator avec l'enroulement du stator, et - la figure 2 est une vue de côté de la figure 1. Description de l'exemple de réalisation: Dans les figures 1 et 2, la référence 10 désigne l'enroulement du stator d'un générateur de courant triphasé pour véhicules utilitaires, celui-ci présente trente-six rai- nures 11 s'étendant axialement et est réalisé de manière con- nue sous la forme de paquets de tôles à lamelles. L'enroulement du stator se trouve dans le paquet de tôles du stator, respectivement dans les rainures. Comme il s'agit d'une machine pour courant triphasé, l'enroulement du stator comporte trois phases de 14 à 16 qui présentent une réalisa- tion très spéciale. La première phase 14 se trouve être la base de la rainure et ainsi le plus vers l'extérieur dans la direction radiale. On prévoit par exemple sept conducteurs par rainure 11 en tant que spires, pour atteindre alors un facteur de remplissage de rainures de 49 %. La seconde phase 15 se trouve radialement plus à l'intérieur. Cette seconde phase présente huit conducteurs en tant que spires et un fac- teur de remplissage de rainures de 45 %. La troisième phase 16 se trouve le plus à l'intérieur avec neuf conducteurs en tant que spires et un facteur de remplissage de rainures de 41 %. Le fil de la première phase est le plus épais et a par exemple une section de 1,65 mm, le fil de la seconde phase, moyen, est plus fin avec une section de 1,60 mm et celui de la troisième phase est plus fin avec par exemple une section de 1,50 mm. On remarque que les trois phases de l'enroulement du stator, du fait de la réalisation spéciale du bobinage, sont certes asymétriques au regard de la ten- sion, du courant et de la charge de chaleur. Des symétries de tension sont équilibrées par un redresseur à pont à la sortie du générateur et la symétrie de la charge est quasiment équi- librée par la disposition des phases dans les rainures de la rangée de contacts 10 du stator. De ce fait, le refroidisse- ment est le plus mauvais dans la première phase 14 et la ré- sistance y est plus faible, de sorte que les pertes de chaleur y sont plus faibles. Le refroidissement est plus ren- table dans la phase 16 se trouvant à l'intérieur, elle pré- sente la plus grande résistance et ainsi la plus grande perte de chaleur. Dans le générateur compact de courant triphasé, les ventilateurs sont à l'intérieur face au rotor. L'air de refroidissement est aspiré axialement des deux côtés et pous- sé radialement à travers les têtes de bobinage. Le refroidis- sement intensif s'effectue ainsi à la phase 16. Dans l'ensemble, de cette manière, on obtient un facteur de rem- plissage des rainures en fonction de la section de 45 %, se trouvant environ 5 % au-dessus du facteur usuel jusqu'alors. A la figure 2, on reconnaît mise à part la rangée de contacts 10 du rotor et l'enroulement 12 du rotor, une couche isolante 18 ainsi que trois branchements de phase 19u- x, 20v-y et 21w-z. Il est encore à remarquer que dans la fi- gure 1, la position de la branche de stator est représentée schématiquement. Dans une variante de l'exemple de réalisation, il est également possible d'obtenir un meilleur facteur de rem- plissage de rainures dans le cadre de l'invention. Dans cette variante, pour les trois phases, seuls diffèrent le nombre de conducteurs ou l'épaisseur des conducteurs, la phase exté- rieure 14 présentant soit le plus grand nombre de conduc- teurs, soit la plus grosse section de conducteurs et la phase intérieure 16 présentant le plus petit nombre de conducteurs, respectivement la plus petite section de conducteurs. RE V E N D I C A T I ON S 1 ) Machine électrique, en particulier générateur de courant triphasé avec un enroulement de stator (12) en fil de spire disposé de la même manière dans des rainures du paquet de tô- les du stator, caractérisée en ce que les phases (14, 15, 16) de l'enroulement du stator (12) sont enroulées avec différents facteurs de remplissage et que l'assymétrie de charge qui en résulte est équilibrée au moyen d'un refroidissement différentié des phases. 2 ) Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la section des conducteurs est de taille différente dans les différentes phases. 3 ) Machine électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le nombre des conducteurs est différent pour chaque phase. 4 ) Machine électrique selon une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la section des conducteurs et le nombre des conducteurs est différent dans les phases, de sorte que la phase se trouvant à l'extérieur (14) a le plus grand facteur de remplissage de rainures et la phase se trouvant à l'intérieur (16) a le plus faible facteur de remplissage de rainures. ) Machine électrique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la phase se trouvant à l'extérieur (14) présente la plus grande section de conducteurs ainsi que le plus petit nombre de conducteurs, la phase se trouvant à l'intérieur (16) a la plus faible section de conducteurs et le plus grand nombre de conducteurs. 6 ) Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la phase se trouvant à l'extérieur (14) présente le plus grand nombre conducteurs ou la plus grande section de conduc- teurs et la phase se trouvant à l'intérieur (16) présente le plus petit nombre de conducteurs ou la plus petite section de5 conducteurs.