Brevet FR2836605A1 — publié le 20030829

d'énergie électrique mais avant l'activation de celui-ci. STATOR DE MACHINE TOURNANTE ELECTRIQUE ET PROCEDE DE FABRICATION DE CELUI-CI La présente invention se rapporte à un stator d'une machine tournante électrique qui doit être monté sur un véhicule tel qu'une voiture particulière ou un camion et à un procédé de fabrication d'un tel stator. La puissance de sortie des générateurs de véhicules a augmenté afin de faire fonctionner divers dispositifs de sécurité de véhicules. On sait bien que la puissance de sortie d'un générateur de courant alternatif de véhicule peut augmenter si on augmente le facteur espace de l'enroulement de stator aux fentes du noyau de stator, ce qui réduit la résistance de l'enroulement du stator. On peut augmenter le facteur espace si les conducteurs ou fils de l'enroulement de stator insérés dans les fentes sont ajustés étroitement dans les fentes. Par exemple, les brevets japonais numéro P3196738, P3104700 et la publication de demande de brevet du Japon numéro P2001-197709 ou la publication de demande de brevet des Etats Unis numéro US2002/0053126A1, le brevet des Etats Unis numéro 6 403 921B1 et la publication de demande de brevet des Etats Unis numéro 2001/0007169A: qui leur correspondent, décrivent des procédés de fabrication d'un stator. La figure 14 représente un des procédés décrits dans les publications énoncées ci-dessus. Comme cela est représenté sur la figure 14, on insère une pluralité de segments conducteurs en forme de U 404 dans les fentes d'un noyau de stator 400 et on plie les segments conducteurs 404 pour les incliner dans le sens circonférentiel pendant que les extrémités de connexion 406 des segments conducteurs 404 sont bridées. Ensuite, on soude ensemble les extrémités de connexion 406 avec une machine à souder à l'arc pour constituer un enroulement de stator. Lorsqu'un stator est fabriqué par le procédé décrit ci-dessus, les extrémités de connexion 406 doivent présenter une certaine longueur de partie rectiligne s'étendant axialement, ce qui augmente la taille axiale inutile du stator. L' invention consiste à proposer un stator de machine électrique tournante dans lequel les parties rectilignes s'étendant axialement ci- dessus, qui doivent être soudées, sont omises ou réduites. Selon une particularité de l' invention, deux extrémités de connexion de segments conducteurs, qui doivent être connectées ensemble pour former un enroulement de stator d'un stator, se croisent mutuellement selon un angle supérieur à zéro degré. Chaque extrémité de connexion peut présenter une surface latérale en contact avec une surface latérale d'une autre extrémité de connexion devant être connectée avec elle. Toutefois, on peut connecter ensemble les extrémités de connexion au niveau d'une surface latérale d'une extrémité de connexion et d'une surface supérieure d'une autre extrémité de connexion. De préférence, un segment conducteur, dans une paire dont les extrémités de connexion sont soudées, est disposé adjacent à l'autre segment conducteur dans le sens radial du stator et il est plié dans un sens ciraonférentiel du stator qui est à l'opposé de l'autre segment conducteur. Un autre but de l' invention est de proposer un procédé de fabrication d'un stator de machine tournante électrique qui comporte les particularités énoncées ci-dessus. Un tel procédé comprend une étape consistant à insérer des parties rectilignes de segments conducteurs dans une pluralité de fentes d'un noyau de stator, une étape consistant à plier les segment s conducteurs de sorte que l es ext. rémit é s de connexion des segments conducteurs qui sont disposces mutuellement adjacentes dans un sens radial puissent être inclinées dans des sen cTrconférentiels opposés afin de se croiser mutuellement, et une étape consistant à souder l'une à l'autre des paires d'extrémités de connexion qui se croisent mutuellement. De préférence, l'étape de pliage comprend une étape consistant à fixer un outil de pliage à une surface l atérale de s segment s conducteurs et une étape cons i stant à faire tourner l'outil de pliage autour d'une position proche d'une des fentes. D'autres buts, particularités et caractéristiques de la présente invention, ainsi que les fonctions des parties connexes de la présente invention, deviendront clairs à partir d'une étude de la description détaillée suivante, des revendications -annexées et des dessins. Sur les dessins: La figure 1 est une vue latérale en coupe d'un générateur de courant alternatif de véhicule qui comprend un s tator conforme à un mode de réal i sat ion pré féré de l' invention; La figure 2 est une vue en coupe transversale partielle d'une partie du stator comportant des fentes dans lesquelles des parties rectilignes de segments conducteurs sont insérées; La figure 3 est une vue en perspective d'une paire de segments conducteurs en forme de U; La figure 4 est une vue latérale partielle du stator; La figure 5 est une vue de dessus de l'enroulement de stator; La figure 6 illustre une étape de pliage des segments conducteurs; La figue 7 illustre une Atape de pliage des segents conducteurs; La tigure 8 illuste une Atape de pliage des segments conducteurs; ' La figure 9 illustre une Atape de pliage des segments conducteurs; La figure 10 illustre une Atape de pliage des segments conducteurs; La figure 11 illustre une Atape de pliage des segnents conducteurs; La figure 12 est une vue latArale partielle des parties de connexion des segments conducteurs d'une variante du stator conforme au mode de ralisation prAfAr; La figure 13 est une vue de dessus partielle des parties de connexion des segments cgnducteurs de la variante; et La figure 14 est une vue en perspective d'un stator de la technique antrieure. On dAcrira un procAd de fabrication d'un enroulement de stator d'un stator de machine tournante Alectrique selon un mode de ralisation prfArA de l' invention en se rAfArant aux dessins annexs. Comme cela est reprAsent sur la figure 1, un gnArateur de courant alternatif de vhicule selon le mode de ralisation prfrA de l' invention comprend un stator 2, un rotor 3, un logement 4, un appareil redresseur 5 et autres. 3Q Le rotor 3 fonctionne comme un gAnArateur de champ magnAtiqUe et tourne en mme temps qu'un arUre 6. Le rotor 3 comprend une unit de ncyau magnAtique 7, une bobine d' excitation 8, une paire de bagues collectrices 9, 10, un ventilateur hélico-centrifuge 11 et un ventilateur centrifuge 12. L'arbre 6 porte une poulie 20 qui est mise en rotation par un moteur par l'intermédiaire d'une courroie. L'unité de neyau magnétique 7 comporte douze pôles magnétiques en forme de griffes 73 et elle est composce d'une paire d'éléments de noyau magnétique. Chaque élément de noyau magnétique comporte une partie de bassage 71, une partie de disque 72 et six pôles magnétiques en forme de griffe 73. Le ventilateur hélico-centrifuge 11 est fixé par soudure à l'extrémité du rotor 3 près de la poulie 20. Le ventilateur hélico-centrifuge 11 comporte deux sortes de pales de ventilateur: des pales de ventilateur inclinces qui sont inclinces par rapport à une plaque de base de ventilateur 111 et des pales droites. Le ventilateur centrifuge 12 est soudé à l'autre extrémité du rotor 3. Le ventilateur centrifuge 12 comporte une plaque de base de ventilateur 121 et des pales de ventilateur droites qui s'étendent à partir de la plaque de base de ventilateur 121. Le logement 4 est composé d'un élément de logement avant 4a et d'un élément de logement arrière 4b. Chaque élément de logement 4a, 4b présente dés fenêtres d' admission d' air 41 disposées au niveau des extrémités axiales et des fenêtres d'évacuation d' air 42 disposées au niveau de parties périphériques radialement externes à l'opposé des premier et deuxième groupes d'extrémités de bobines 31a, 31b du stator 2. L'appareil redresseur 5, qui convertit la puissance en courant alternatif générce à partir du stator 2 en puissance en courant continu, est disposé au niveau d'une partie du générateur de courant alternatif éloignée de la poulie 20. Le stator 2 fonctionne comme un induit. Le stator 2 comprend un noyau de stator 32 qui présente une pluralité de fentes 35, un enroulement de stator triphasé 31 qui est composé d'une pluralité de segments conducteurs en forme de U 33,. disposés dans leis fentes 35 et des isolateurs 34 qui isolent l'enroulement de stator 31 du noyau de stator 32. Trente-six fentes 35 sont formées sur la circonférence au niveau de la surface interne du noyau de stator 32 à des intervalles égaux pour recevoir l'enroulement de stator triphasé 31. Comme cela est représenté sur la figure 2, quatre ou un autre nombre pair de conducteurs 331a, 332a, 332b', 332a' sont alignés dans le sens radial dans chaque fente 35 en quatre couches: une couche la plus interne, une couche interne médiane, une couche médiane externe et une couche la plus externe. Les segments de conducteurs 33 sont revêtus d'un film isolant constitué de polyamideimide. Les segments conducteurs en forme de U 33 sont connectés selon un motif prescrit pour former l'enroulement de stator 31. Chacun des segments conducteurs en forme de U 33 comporte une paire de conducteurs qui sont soudés au deuxième groupe d'extrémités de bobine. Le conducteur 331a d'un des segments conducteurs en forme de U 33, disposé dans la première des fentes 35, est mis en paire avec un autre conducteur 331b du même segment conducteur 33 disposé dans une deuxième fente 35 qui est espacée d'un pas polaire de la première des fentes 35. Par exemple, le conducteur 331a disposé dans la couche radialement la plus interne d'une première fente 35 est mis en paire avec le conducteur 331b disposé dans la couche radialement la plus externe d'une deuxième fente qui est espacée d'un pas polaire de la fente 35, comme cela est représenté sur les figures 2 et 3. De la même manière, le conducteur 332a disposé dans la couche radialement interne médiane de la première fente est mis en paire avec le conducteur 332b disposé dans la couche radialement externe médiane de la deuxième fente 35. Par conséquent, une partie de tour 331c du premier segment conducteur 33 entoure une partie de tour 332c du deuxième segment conducteur 33. La partie de tour 332c forme une extrémité de bobine de couche médiane et la partie de tour 331c forme une extrémité de bobine de couche externe au niveau d'une extrémité axiale du neyau de stator 22. Par ailleurs, le conducteur 332a dépassant de la couche interne médiane de la première fente 35 est soudé à un conducteur (qui n'est pas représenté) dépassant de la couche la plus interne de la deuxième fente 35. De la même manière, un conducteur 331b' dépassant de la couche la plus externe de la première fente 35 est connecté au conducteur 332b qui dépasse de la couche externe médiane de la deuxième fente 35. Par conséquent, les extrémités de connexion 332d, 331d' destinces à connecter les conducteurs 332a et un autre, disposés respectivement dans les couches externes médianes et les plus externes, ainsi que les extrémités de connexion 331e, 332e destinées à connecter les conducteurs 331b', 332b disposés respectivement dans les couches les plus internes et internes médianes sont décalées l'une par rapport à l'autre dans le sens circonférentiel et sont disposées au niveau de l'autre extrémité axiale du noyau de stator 32. Ainsi, les parties de connexion interne qui comprennent les extrémités de connexion 332d, 331d' et les part ies de connexion externe qui comprennent l es ext rémités de connexion 331e' et 232e forment des anneaux doubles coaxiaux de couches d'extrémités de bobines. Comme cela est représenté sur la figure 3, un segment conducteur en forme de U plus gros 331 est prévu avec le conducteur 331a disposé dans la couche la plus interne et le conducteur 331b disposé dans la couche la plus externe et un segment conducteur en forme de U plus petit 332 est prévu avec le conducteur 332a disposé dans la couche interne médiane et le conducteur 332b disposé dans la couche externe médiane. Un des segments en forme de U plus gros 231 et un des segnents en forme de U plus petits forment une pa i re de base de s segment s conducteurs en forme de U 33. La disposition décrite ci-dessus se répète au niveau de toutes les fentes 35 du noyau de stator 22. L'enroulement de stator 21 est composé d'enroulements triphasés, dont chacun d'eux est une bobine à deux tours formée d'une pluralité des paires de base de segments conducteurs en forme de U 33 qui doivent être montés de façon ciraonférentielle dans le noyau de stator 32. Comme cela est représenté sur les figures et 5, les conducteurs des segments conducteurs 33 se croisent mutuellement selon un angle supérieur à O degré. Les paires de conducteurs sont soudéss ensemble au niveau des surfaces latérales de ceux-ci qui se croisent mutuellement. Comme cela est représenté sur la figure 5, une extrémité de connexion 331d du conducteur 331a dépassant à partir de la couche la plus interne d'une première fente 35 du ncyau de stator 32 est en contact avec une extrémité de connexion 332d du conducteur 332a, dépassant à partir de la couche interne médiane de la deuxTème fente 35 sur les surfaces latérales respectives. De la même manière, une extrémité de connexion 332e d'un conducteur 332b dépassant à partir de la couche interne médiane de la première fente 35 est en contact avec une extrémité de connexion 331e d'un conducteur 331b dépassant à partir de la couche interne médiane de la deuxième fente 35 sur les surfaces latérales respectives. On décrira ci-dessous un procédé de fabrication de l'enroulement de stator 31. La paire de base des segments conducteurs en forme de V 33 est disposée de sorte que la partie de tour 331c du segment en forme de U plus gros 331 entoure la partie de tour 332c du segment en forme de U plus petit 332 et s'insère dans les fentes 35 à partir d'une position sur une extrémité axiale du noyau de stator 32. Le conducteur 331a du plus gros segment 331 est inséré dans la couche la plus interne d'une première des fentes 35, le conducteur 332a du plus petit segment conducteur 332 est inséré dans la couche interne médiane de la première des fentes 35, l'autre conducteur 331b du plus gros segment conducteur 331 est inséré dans la couche la plus externe d'une deuxTème des fentes 35 qui est décalée d'un pas polaire dans le sens des aiguilles d'une montre à partir de la première des fentes et l'autre conducteur 332b du plus petit segment conducteur 332 est inséré dans la deuxième des fentes 35. Par conséquent, les parties rectilignes des conducteurs 331a, 332a, 332b', 331b' sont alignées dans une fente, comme cela est représenté sur la figure 3. Ici, les conducteurs 332b' et 331b' sont les conducteurs d'une autre paire de base de segments conducteurs en forme de U qui comportent des conducteurs insérés dans une autre fente qui est décalée d'un pas polaire. Ensuite, on plie d'un demi-pas polaire la partie rectiligne du conducteur 331a qui dépasse à partir de la couche la plus interne de la fente 35 et la partie rectiligne du conducteur 331b qui dépasse à partir de la couche la plus externe de la fente 35 de sorte que chacune des extrémités de connexion 331d, 331e du plus gros segment 331 s'étende sur un pas polaire et demi, au niveau du deuxième groupe d'extrémités de bobines 31b. Par ailleurs, on plie d'un demi-pas polaire la partie rectiligne du conducteur 332a dépassant à partir de la couche interne médiane de la fente 35 et la partie rectiligne du conducteur 332b dépassant à partir de la couche externe médiane de la fente 35 de façon à fermer chacune des extrémités de connexion 331d, 331e du plus gros segment 331. Il en résulte que dans le deuxième groupe d'extrémités de bobines 31b, les conducteurs qui sont mutuellement adjacents sont respectivement inclinés dans des sens circonférentiels opposés. Ainsi, tous les segments conducteurs sont pliés de la même manière que décrit ci- dessus. Dans le deuxième groupe d'extrémités de bobines 31b, l'extrémité de connexion 331e' du conducteur 331b dépassant à partir de la couche la plus externe et l'extrémité de connexion 332e du conducteur 332b dépassant à partir de la couche externe médiane sont soudées au niveau de leurs surfaces latérales par une machine à souder telle qu'une machine à souder par ultrasons ou une machine à souder à l'arc ou elles sont brasées, comme cela est représenté sur la figure 4. On peut connocter les segments conducteurs 33 d'une manière telle que celle représentée sur les figures 12 et 13. C'est-à-dire que la surface supérieure d'un segment conducteur 33 est soudée à une surface latérale d'un autre segment conducteur 33. Ensuite, on plie les conducteurs 331a dépassant à partir de la couche la plus interne des fentes 35 et les conducteurs 332b dépassant à partir de la couche externe médiane des fentes 35 pour les incliner en sens inverse des aiguilles d'une montre comme on le voit à partir d'une position audessus du deuxième groupe d'extrémités de bobine 31b dans la première étape de pliage. Ensuite, on plie les conducteurs 332a dépassant à partir de la couche interne médiane des fentes 35 et les conducteurs 331b dépassant à partir de la couche la plus externe des fentes pour les incliner dans le sens des aiguilles d'une montre comme on le voit à partir d'une position au-dessus du deuxième groupe diextrémités de bobine 31b dans la deuxième étape de pliage. Dans la première étape de pliage, on fixe des outils de pliage 200 à une surface latérale des conducteurs 331a, 332b qui devient celle du haut lorsque les conducteurs 331a, 332b sont pliés, comme cela est représenté sur la figure 6. Un dispositif vireur (non représenté) fait tourner chacun des outils 200 dans en sens inverse des aiguilles d'une montre autour d'une position proche de l'extrémité ouverte de la fente 35 de sorte que les extrémités de connexion 331d, 332e se déplacent en sens inverse des aiguilles d'une montre, comme cela est représenté sur la figure 7. Dans la deuxième étape de pliage, on fixe des outils de pliage 202 à une surface latérale des conducteurs 331a, 332b qui devient celle du haut lorsque les conducteurs 332a, 331b sont pliés, comme cela est représenté sur la figure 8. Un dispositif vireur (non représenté) fait tourner chacun des outils 202 dans le sens dés aiguilles d'une montre autour d'une position proche de l'extrémité ouverte de la fente 35 de sorte que les extrémités de connexion 332d, 331e se déplacent dans le sens des aiguilles d'une montre, comme cela est représenté sur la figure 9. Par conséquent, il n'est pas nscessaire de brider les extrémités de connexion 331d, 331e, 332d, 332e lorsqu' on plié les conducteurs 331a, 331b, 332a, 332b. Comme cela est représenté sur la figure 10, les segments conducteurs 33 sont pris en sandwich entre une paire d'électrodes, une tige d'électrode positive 300 disposée radialement à l'intérieur du noyau de stator 32 et une tige d'électrode positive 302, dans un sens radial du noyau de stator 32, avec une tige d'électrode positive 304 au sommet des parties de connexion, comme cela est représenté sur la figure 11. Les segments conducteurs 33 sont soudés ensemble lorsqu'on amène une tige d'électrode négative près des extrémités de connexion, provoquant une décharge en arc. Ainsi, on peut omettre une extrémité de connexion s'étendant axialement. Dans la description précédente de la présente invention, on a décrit l' invention en se référant aux modes de réalisation spécifiques de celle-ci. Il sera toutefois évident qu'on peut apporter divers changements et modifications aux modes de réalisation spécifiques de la présente invention sans sortir de la portée de l' invention. REVENDICATIONS 1. Stator de machine tournante électrique (2) comprenant un ncyau de stator (32) comportant une pluralité de fentes (35) et un enroulement de stator (31) qui est composé d'une pluralité de segments conducteurs (33), lesUits segments conducteurs présentant des parties rectilignes (331a, 331b, 332a, 332b) disposées en couches radiales dans lesdites fentes et des parties de connexion (331d, 331e, 332d, 332e) dépassant à partir desdites fentes, devant être soudées, caractérisé en ce que lesdites parties de connexion qui doivent être soudées ensemble se croisent mutuellement au niveau de leurs extrémités. 2. Stator de machine tournante électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune desdites deux parties de connexion (331d, 331e, 332d, 332e) présente une surface latérale en contact avec une surface latérale des autres parties de connexion et en ce que lesdites deux parties de connexion sont connectées ensemble au niveau desUites surfaces latérales. 3. Stator de machine tournante électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une parmi lesdites deux parties de connexion présente une surface supérieure et l'autre desdites deux parties de connexion présente une surface latérale en contact avec ladite surface supérieure et en ce que lesdites deux parties de connexion sont connectées ensemble au niveau de ladite surface latérale en contact avec ladite surface supérieure. 4. Stator de machine tournante électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une parmi les deux segments conducteurs dont les piarties de connexion sont soudées est disposée adjacente à l'autre segment conducteur dans le sens radial dudit stator et qu'elle est pliée dans le sens circonférentiel dudit stator qui est opposé à l'autre segment conducteur. 5. Procédé de fabrication d'un stator de machine tournante électrique comprenant les étapes consistant à: insérer des parties rectilignes des segments conducteurs dans une pluralité de fentes d'un ncyau de stator en une pluralité de couches radiales dans chaque fente de sorte que les parties d'extrémité desUites parties rectilignes dépassent à partir des fentes dans lesUites couches radiales; plier lesdites parties d'extrémité de sorte que lesdites parties d'extrémité dans les couches adjacentes s'inclinent dans des sens cTrconférentiels opposés pour se croiser mutuellement i et souder ensemble lesdites parties d'extrémité qui se croisent. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel ladite étape de pliage comprend une étape consistant à fixer un outil de pliage (200) à une surface latérale desUits segments conducteurs et une étape consistant à faire tourner ledit outil de pliage autour