Brevet FR2884067A1 — publié le 20061006

La présente invention concerne un stator pour moteur électrique synchrone. La présente invention concerne en particulier un stator pour moteur électrique synchrone du type comprenant un rotor interne à aimant permanent et un stator externe. L'invention concerne plus particulièrement un stator pour moteur électrique synchrone du type comprenant un corps annulaire avec une pluralité de supports pour l'enroulement de fils conducteurs et au moins une plaque à bornes pour connecter les extrémités de chacun desdits fils. Comme on le sait, dans les moteurs électriques synchrones du type cidessus, le stator prend la forme d'un corps annulaire ou cylindrique creux, dans lequel est logé le rotor à aimant permanent. Généralement, le stator est logé à l'intérieur d'un conteneur ou carter externe dans la plupart des cas métallique qui permet de le supporter et de l'enrouler. Le stator présente des épanouissements polaires réalisés mécaniquement en enroulant des fils conducteurs sur des bobines appropriées formées dans le corps annulaire. L'enroulement mécanisé de chaque fil conducteur est de préférence distribué sur des paires de bobines opposées, réalisant des paires d'enroulements dont les extrémités, qui sont sur le même côté par rapport au corps de stator, doivent être alimentées de façon adéquate. Plusieurs solutions sont utilisées pour alimenter les extrémités de chaque fil conducteur, par exemple, un serrage manuel de telles extrémités au moyen de pinces, du type Faston par exemple, en connectant ensuite chaque pince à la plaque à bornes d'alimentation. Cependant, une telle solution présente certains inconvénients, en effet, il est nécessaire de procéder avec un soin particulier lors de l'étape d'assemblage et de montage du moteur en raison de la présence des extrémités libres des fils conducteurs qui peuvent ainsi se déplacer, rendant difficiles les opérations de connexion à la carte électronique d'alimentation du moteur. De plus, étant donné que de telles pinces sont serrées manuellement, ceci entraîne une augmentation des temps d'assemblage et de montage du moteur, ce qui affecte les coûts de fabrication. Une autre solution du type connu propose l'agencement d'une bride associée au corps de stator après l'enroulement des bobines. Une telle bride présente certains connecteurs communs en position fixe auxquels sont fixées les extrémités des fils conducteurs d'enroulement, agencés de telle manière à respecter la distance d'isolation par rapport au conteneur dans lequel est logé le stator. Les mêmes connecteurs sont placés à une distance prédéterminée des enroulements du moteur ainsi que de l'alimentation externe à laquelle est connectée la carte électronique d'alimentation du moteur. Une telle solution, bien qu'avantageuse à plusieurs égards, présente certains inconvénients. En effet, une fois que les enroulements ont été réalisés mécaniquement, il est nécessaire de connecter les extrémités de fils à la bride, en correspondance avec les connecteurs et d'associer ensuite la bride au corps de stator. De telles opérations impliquent évidemment un allongement du temps et une augmentation des opérations d'assemblage du moteur avec une augmentation consécutive des coûts de fabrication. Le problème technique servant de base à la présente invention est le problème de conception d'un stator pour un moteur électrique synchrone à immersion ayant des caractéristiques structurelles et fonctionnelles permettant un assemblage rapide et facile du stator à l'intérieur du conteneur-carter correspondant et un montage mécanisé des extrémités de fils d'enroulement dans la plaque à bornes correspondante, permettant de surmonter les inconvénients qui affectent les solutions réalisées selon l'art antérieur. La solution de base à la présente invention est celle consistant à réaliser un stator pour moteur électrique synchrone du type décrit cidessus, dans lequel, selon l'invention, le corps du stator présente au moins une plaque à bornes mobile à laquelle sont associées mécaniquement les extrémités de fils. A cet effet, l'invention a pour objet un stator pour im moteur électrique synchrone à immersion du type comprenant un corps annulaire avec une pluralité de bobines pour l'enroulement de fils conducteurs, chacune définissant des paires d'enroulements et au moins une plaque à bornes pour la connexion des extrémités de chacun desdits fils, caractérisé en ce que ladite au moins une plaque à bornes est associée audit corps annulaire d'une manière mobile d'une première position d'enroulement desdits fils sur lesdites bobines à une seconde position de montage dudit moteur. Suivant des modes particuliers de réalisation, le stator comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - ladite au moins une plaque à bornes est associée audit corps annulaire au moyen d'une articulation; ladite au moins une plaque à bornes comprend une liaison flexible réalisée d'un seul tenant avec ledit corps annulaire et avec ladite au moins une plaque à bornes, ladite liaison constituant ladite articulation; - ladite plaque à bornes est en forme de L, comprenant une première languette et une seconde languette, ladite première languette étant associée à un bord supérieur dudit corps annulaire au moyen de ladite liaison et ladite seconde languette présentant une pluralité de broches faisant saillie vers l'extérieur par rapport audit corps annulaire et agencées parallèlement à ladite première languette, lesdites broches étant des broches de connexion pour lesdites extrémités desdits fils conducteurs; - ladite plaque à bornes dans ladite première position d'enroulement présente ladite première languette se projetant radialement par rapport audit corps annulaire; - ladite au moins une plaque à bornes agencée dans ladite seconde position de montage présente ladite seconde languette tendue radialement sur ledit corps annulaire; - ladite au moins une plaque à bornes présente dans ladite seconde languette une pluralité de sièges pour lesdites extrémités desdits fils permettant la connexion mécanisée avec lesdites broches; - lesdites broches sont aussi nombreuses que lesdites bobines desdits enroulements; - ladite seconde languette de ladite au moins une plaque à bornes présente une longueur "C" supérieure à 2,5 mm; ladite seconde languette de ladite plaque à bornes comprend un appendice agencé parallèlement à ladite première languette à partir dudit corps annulaire, ledit appendice comprenant une pluralité de broches allongées adaptées pour permettre la connexion à un panneau d'alimentation; - ledit corps annulaire en correspondance avec ledit bord supérieur comprend une pluralité de projections en forme de gradins s'étendant dans les secteurs annulaires en alternance avec des trous, ladite pluralité de projections définissant des trajets pour lesdits fils desdits enroulements; et chacun desdits trajets pour lesdits fils desdits enroulements est agencé à la même distance dudit bord supérieur dudit corps annulaire. Les autres caractéristiques et avantages du stator selon la présente invention seront évidents à partir de la description suivante d'un mode de réalisation de celui-ci fournie à titre d'exemple indicatif et non limitatif en faisant référence aux dessins joints. Dans de tels dessins: la figure 1 représente une vue schématique axiale d'un moteur synchrone intégrant un stator selon la présente invention dans lequel une seule paire d'enroulements polaires est représentée; la figure 2 représente une vue schématique au trois-quarts d'un détail du stator réalisé selon la présente invention, avec une plaque à bornes agencée dans une première position; la figure 3 représente une vue schématique au trois-quarts d'un détail du stator réalisé selon la présente invention, avec une plaque à bornes agencée dans une seconde position; la figure 4 représente une vue schématique de dessus d'un corps annulaire d'un stator réalisé selon la présente invention avec une plaque à bornes dans deux positions, une première position étant indiquée par des traits mixtes et une seconde position étant indiquée par une ligne continue, respectivement: la figure 5 est une coupe du corps annulaire de la figure 4 réalisée selon l'axe de coupe C-C; la figure 6 représente schématiquement une vue agrandie de la coupe de la figure 5. Si l'on se réfère aux figures annexées et en particulier, à la figure 1, un moteur électrique synchrone 1 du type comprenant un stator externe 2 réalisé selon la présente invention, et un rotor à aimant permanent 3 monté à l'intérieur du stator 2 sont représentés schématiquement. Dans son ensemble, le rotor 3 a une forme sensiblement cylindrique et il est d'un seul tenant en rotation avec un arbre axial 4 étant cylindrique ou prismatique et ayant un diamètre prédéterminé. De manière appropriée, le stator 2 est supporté de façon externe par un corps cylindrique 20, qui sert de conteneur, généralement en métal, qui l'enroule de façon périphérique. Le stator 2 comprend un corps annulaire 5, de préférence en plastique, avec une pluralité de supports 6, appelés bobines, qui, dans le cas représenté dans la présente forme de réalisation, sont au nombre de six. La pluralité de bobines 6 se projetant radialement à partir du corps annulaire 5, vers la partie interne, sont agencées d'une manière symétrique et elles sont équidistantes les unes des autres à une distance prédéterminée d'un bord supérieur 8 du corps annulaire 5. Les bobines 6 comprennent des parties terminales 7 élargies et formées de telle manière que pendant l'assemblage avec le rotor 3 placé à d'intérieur du stator 2, elles enroulent le rotor 3 de façon externe, comme indiqué sur la figure 1. La pluralité de bobines 6 du corps annulaire 5, sur lesquelles sont enroulés les fils conducteurs appropriés 12 réalisent des paires d'enroulements 9. Les extrémités Il a et 1 lb de l'ensemble des fils conducteurs 12, enroulées sur des paires de bobines opposées 6, doivent être alimentées de façon appropriée pendant le fonctionnement du moteur 1, au moyen, par exemple, d'une connexion à une plaque à bornes 13. De façon avantageuse, selon la présente forme de réalisation, la plaque à bornes 13 du stator 2, comme indiqué schématiquement sur les figures 2 et 3, est associée au corps annulaire 5 d'une manière mobile d'une première position à une seconde position. En d'autres termes, lorsque la plaque à bornes 13 est dans sa première position, appelée position d'enroulement, l'enroulement mécanisé des fils 12 sur les bobines 6 a lieu. Lorsque la plaque à bornes 13 est, par ailleurs, dans sa seconde position, appelée position de montage, le stator 2 est dans une configuration telle qu'elle 30 permet l'assemblage du moteur 1. La plaque à bornes 13, selon une forme de réalisation préférée, est associée au corps annulaire 5 au moyen d'une articulation, qui dans l'exemple, est réalisée par une liaison flexible 17. De façon avantageuse, la liaison flexible 17 est réalisée solidairement avec le corps annulaire 5 et avec la plaque à bornes 13. De préférence, la plaque à bornes 13 est en forme de L et comprend une première languette 14 et une seconde languette 15. De façon appropriée, la plaque à bornes 13 présente la première languette 14 et la seconde languette 15 avec une même largeur "A" et une longueur respectivement indiquée par "B" et "C", comme le montre la figure 2. De façon avantageuse, la première languette 14 est associée à un bord supérieur 8 du corps annulaire 5 au moyen de la liaison flexible 17, tandis que la seconde languette 15 présente une pluralité de broches de connexion 18 se projetant vers l'extérieur par rapport au corps annulaire 5 et agencées parallèlement à la première languette 14. De cette manière, lorsque la plaque à bornes 13 est dans la première position d'enroulement, représentée sur la figure 2, elle présente la première languette 14 comme se projetant radialement à partir du corps annulaire 5. Par ailleurs, lorsque la plaque à bornes 13 est dans la seconde position de montage, représentée sur la figure 3, la seconde languette 15 est tendue radialement sur le corps annulaire 5 du stator 2. Avantageusement, avec la plaque à bornes 13 dans la seconde position, les broches 18, agencées sur le corps annulaire 5, se détachent du bord périphérique 8 du corps annulaire 5 d'une distance sensiblement égale à la longueur "C" de la seconde languette 15. La plaque à bornes 13, d'une forme différente, représentée schématiquement sur les figures 4 à 6, comprend un appendice 39 se projetant à partir de la seconde languette 15 et agencé parallèlement à la première languette 14, en partant du corps annulaire 5. A partir de l'appendice 39, font saillie une pluralité de broches allongées 18, les broches étant aptes à permettre la connexion à une plaque d'alimentation. De façon avantageuse, lors du passage de la plaque à bornes 13 de la première position d'enroulement à la seconde position de montage, la plaque à bornes 13 suit le trajet indiqué par la flèche F représentée sur les figures 5 et 6. De manière appropriée, le nombre de broches 18 correspond au nombre des supports 6 des épanouissements polaires 10 et, dans le cas représenté, elles sont au nombre de six. Les broches 18 peuvent présenter différentes formes selon les besoins de l'utilisateur. De manière appropriée, la seconde languette 15 de la plaque à bornes 13 présente une pluralité de sièges 19 des extrémités l la et l lb de chaque fil 12 pour la connexion à l'une desdites broches 18. Chaque extrémité 1la et llb, de chaque fil conducteur 12, est connectée mécaniquement à une desdites broches 18 et est fixée à celle-ci, selon différents modes, tels que par exemple, un point d'étamage, ou par un blocage mécanique. Avantageusement, le corps annulaire 5 du stator 2 selon une forme de réalisation préférée, comprend une pluralité de projections en forme de gradins 21 s'étendant dans des secteurs annulaires 30, sur le bord supérieur 8. Les projections 21 définissent des trajets, à l'extérieur du corps annulaire 5, pour le passage des fils conducteurs 12, qui définissent des paires d'enroulement 9, comme indiqué en particulier sur les figures 2 et 3. Les projections 21 proches de chaque bobine 6 présentent des trous préalablement agencés 22 qui permettent l'entrée d'un fil 12 adapté pour réaliser un enroulement 9 sur la bobine 6, la sortie du fil 12 lui-même pour atteindre, au moyen du trajet prédéfini sur les projections 21, une bobine opposée 6 pour la réalisation d'une paire d'épanouissements polaires 10. Les trous 22 et les trajets sur les projections 21 permettent aux extrémités Il a et l lb du fil 12 d'atteindre, à l'extérieur du corps annulaire 5, la plaque à bornes 13 en correspondance avec les broches préalablement agencées 18. Les trous 22, selon une forme de réalisation préférée, sont au nombre de deux pour chaque bobine 6, excepté pour les bobines 6 agencées à proximité de la plaque à bornes 13, sur lesquelles un seul trou 22 peut être réalisé, une des deux extrémités 11 a et 11 b du fil 12 étant connectable à la plaque à bornes 13 au moyen d'un trajet à l'intérieur du corps annulaire 5. La pluralité de projections 21 permet ainsi de réaliser des trajets obligés pour chaque fil 12 de chaque paire d'épanouissements polaires 10, pour éviter des chevauchements possibles avec d'autres fils 12. De manière appropriée, les projections 21 définissant chaque trajet de chaque fil 12 seront agencées à la même distance du bord supérieur 8 du corps annulaire 5. De façon avantageuse, pendant la réalisation mécanisée de l'ensemble des épanouissements polaires 10 du stator 2, lorsque la plaque à bornes 13 est dans la première position d'enroulement, avec la première languette 14 faisant saillie du corps annulaire 5, cela facilite les opérations de connexion mécanisées des extrémités lla et l lb des fils 12 de chaque enroulement 9, qui sont insérées mécaniquement et associées à une broche préalablement agencée 18 de la plaque à bornes 13. Une fois que l'ensemble des paires d'épanouissements polaires 10 du stator 2 sont réalisées, les broches 18 de la plaque à bornes 13 seront électriquement connectées aux enroulements 9. A ce stade, la plaque à bornes 13 peut être placée, toujours mécaniquement, dans la seconde position de montage avec la seconde languette 15 se trouvant sur le corps annulaire 5 et les broches 19 sur le corps annulaire 5 faisant saillie vers l'extérieur pour permettre une connexion aisée et rapide à la plaque d'alimentation. De plus, en réalisant de façon appropriée la seconde languette 15 à une longueur de la valeur appropriée "C", lorsque la plaque à bornes 13 est dans la seconde position de montage, les broches 18 et les extrémités 11 a, 11 b des fils 12 remplissent les règles de sécurité actuelles de distance minimale de 2,5 mm environ par rapport au conteneur 20 à l'extérieur du stator pour éviter des fuites de courant pendant le fonctionnement du moteur. L'avantage principal de la présente invention est d'avoir réalisé un stator avec une plaque à bornes associée au corps annulaire et étant mobile d'une première position d'enroulement, adaptée pour réaliser une connexion facile, rapide et mécanisée des extrémités d'enroulement du stator aux broches de la plaque à bornes, à une seconde position de montage, qui permet un montage rapide et aisé du moteur 1 et une connexion tout autant facile et rapide de la plaque à bornes au panneau électrique d'alimentation. Un autre avantage de la présente invention est d'avoir réalisé un stator 30 comprenant une plaque à bornes avec une liaison flexible mobile, constituée d'un seul tenant avec le corps annulaire, qui permet de décaler facilement, rapidement et mécaniquement la plaque à bornes de la première position d'enroulement à la seconde position opérationnelle de montage. Un autre avantage important est d'avoir réalisé un stator simple et peu coûteux comprenant une plaque à bornes qui, agencée dans la première position d'enroulement, grâce à sa forme, à l'extérieur du corps annulaire, ne limite pas et ne présente pas d'obstacles à la réalisation mécanique des enroulements et permet également une connexion mécanisée des extrémités aux fils conducteurs de la plaque à bornes, lui permettant d'être facilement déplacée dans la seconde position de montage. Un autre avantage est que le stator présente une plaque à bornes qui permet de remplir les règles courantes relatives aux distances minimales devant être respectées quant à la présence de conteneurs métalliques à l'extérieur du stator, en effet, la longueur "C" de la seconde languette peut être réalisée avec des tailles souhaitées sans invalider de quelque manière que ce soit les opérations mécaniques d'enroulement des fils ou de connexion des extrémités à la plaque à bornes. Il est évident que la présente invention peut faire l'objet de plusieurs modifications; en particulier, la seconde languette 15 de la plaque à bornes 13 mobile de la première position d'enroulement à une seconde position de montage présentera également différentes formes de réalisation pour remplir au mieux les différents besoins de l'utilisateur. REVENDICATIONS 1. Stator pour un moteur électrique synchrone à immersion (1) du type comprenant un corps annulaire (5) avec une pluralité de bobines (6) pour l'enroulement de fils conducteurs (12), chacune définissant des paires d'enroulements (9) et au moins une plaque à bornes (13) pour la connexion des extrémités (lla, Il b) de chacun desdits fils (12), caractérisé en ce que ladite au moins une plaque à bornes (13) est associée audit corps annulaire (5) d'une manière mobile d'une première position d'enroulement desdits fils (12) sur lesdites bobines (6) à une seconde position de montage dudit moteur (1). 2. Stator selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite au moins une plaque à bornes (13) est associée audit corps annulaire (5) au moyen d'une articulation (17). 3. Stator selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite au moins une plaque à bornes (13) comprend une liaison flexible (17) réalisée d'un seul tenant avec ledit corps annulaire (5) et avec ladite au moins une plaque à bornes (13), ladite liaison (13) constituant ladite articulation. 4. Stator selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite plaque à bornes (13) est en forme de L, comprenant une première languette (14) et une seconde languette (15), ladite première languette (14) étant associée à un bord supérieur (8) dudit corps annulaire (5) au moyen de ladite liaison (17) et ladite seconde languette (15) présentant une pluralité de broches (18) faisant saillie vers l'extérieur par rapport audit corps annulaire (5) et agencées parallèlement à ladite première languette (14), lesdites broches (18) étant des broches de connexion pour lesdites extrémités (Il a, Il b) desdits fils conducteurs (12). 5. Stator selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite plaque à bornes (13) dans ladite première position d'enroulement présente ladite première languette (14) se projetant radialement par rapport audit corps annulaire (5). 6. Stator selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite au moins une plaque à bornes (13) agencée dans ladite seconde position de montage présente ladite seconde languette (15) tendue radialement sur ledit corps annulaire (5). 7. Stator selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite au moins une plaque à bornes (13) présente dans ladite seconde languette (15) une pluralité de sièges (19) pour lesdites extrémités (lla, llb) desdits fils (12) permettant la connexion mécanisée avec lesdites broches (19). 8. Stator selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdites broches (18) sont aussi nombreuses que lesdites bobines (6) desdits enroulements (9). 9. Stator selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite seconde languette (15) de ladite au moins une plaque à bornes (13) présente une longueur "C" supérieure à 2,5 mm. 10. Stator selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite seconde languette (15) de ladite plaque à bornes (13) comprend un appendice (39) agencé parallèlement à ladite première languette (14) à partir dudit corps annulaire (5), ledit appendice (39) comprenant une pluralité de broches allongées (18) adaptées pour permettre la connexion à un panneau d'alimentation. 11. Stator selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit corps annulaire (5) en correspondance avec ledit bord supérieur (8) comprend une pluralité de projections en forme de gradins (21) s'étendant dans les secteurs annulaires (30) en alternance avec des trous (22), ladite pluralité de projections (21) définissant des trajets pour lesdits fils (12) desdits enroulements (9). 12. Stator selon la revendication 11, caractérisé en ce que chacun desdits trajets pour lesdits fils (12) desdits enroulements (9) est agencé à la même distance dudit bord supérieur (8) dudit corps annulaire (5).