Brevet FR2968858A1 — publié le 20120615

BOBINAGE D'UNE MACHINE ELECTRIQUE TOURNANTE La présente invention concerne un rotor ou un stator d'une machine électrique tournante polyphasé comprenant n phases, n s étant supérieur à 2, telle que par exemple un alternateur, un alterno-démarreur voire un démarreur de véhicule automobile. Le rotor tourne à l'intérieur du stator suivant un axe principal A. Le bobinage est réalisé sur le rotor ou sur le stator à l'intérieur d'une pluralité d'encoches prévues à cet effet sur ledit rotor ou io stator. Le bobinage du rotor ou du stator est réalisé par un fil continu ou par des épingles. Le bobinage par fil continu peut être réalisé en bobinant tous les fils des n phases en même temps. Ce procédé est décrit dans notre demande FR 09/54759 incorporé par 15 référence. L'inconvénient de ce type de bobinage est que les entrées et les sorties des n phases sont toutes groupées du même coté du chignon. Il est souhaitable de pouvoir écarter ces entrées et ces sorties pour faciliter les liaisons aux branches du dispositif de 20 redressement du courant. Il est donc nécessaire de faire courir certaines de ces liaisons le long des chignons. Ces liaisons ont besoin d'être maintenues, en particulier avant la pose du vernis. L'objet de la présente invention est de proposer un procédé de bobinage qui permet de guider les entrées et les sorties, 25 appelées ci-après fils de liaisons, sur les chignons sur lesquels elles sont situées. Selon l'invention, le rotor ou stator d'une machine électrique tournante polyphasée comporte une série de dents délimitées par des encoches dans chacune desquelles sont insérés des fils 30 électriques continus constituant une spire, il est caractérisé en ce que les fils constituant la première spire de bobinage et/ou ceux constituant la dernière spire de bobinage sont plus haut que les autres spires et constituent ainsi un chemin périphérique. Les spires extérieure et/ou intérieure constituent ainsi les bords du s chemin. Il est possible de ne prévoir qu'une seule spire plus haute contre laquelle sera placée les fils de liaisons. Selon une autre caractéristique de l'invention tous les fils constituant la première et la dernière spires dépassent du même coté du rotor ou du stator. Ledit coté sera de préférence celui où io courent les fils de liaisons. Selon une autre caractéristique les fils de liaisons sont positionnés dans le chemin périphérique. Les fils de phases ou fils de liaisons sont placés dans le chemin périphérique qui empêche ainsi le mouvement desdits fils sur le chignon. 15 Selon une caractéristique complémentaire des boucles constituant les spires plus hautes sont partiellement rabattues sur les fils de phases positionnées dans le chemin périphérique. Afin d'assurer un meilleur maintient des fils de liaisons on rabat partiellement chacune de ces boucles extérieure et/ou intérieure 20 sur les fils de liaisons qui sont ainsi immobilisés dans le chemin périphérique, à la fois avant la pose du vernis er après la pose dudit vernis. Selon une caractéristique particulière, le chemin périphérique est situé à l'arrière de la machine. Le chemin périphérique est situé 25 de préférence du coté où l'on réalise les connections des entrée et sorties de phases, en général ces connections sont réalisées à l'arrière de la machine. Selon une variante, les fils de liaisons sont tenus sur le chignon par une ficelle. La spire extérieure et extérieure étant 30 réalisée avec un bobinage ondulé, il existe des zones du chignon qui ne sont pas bordées par des boucles desdites spires plus hautes. Dans ces zones, les fils de liaisons pourraient dans certains cas avoir besoin d'être retenus, on les retient alors par des ficelles que l'on enroule autour du chignon et du ou des fils de phase avant le vernissage. s Un autre objet de l'invention est le procédé de bobinage permettant d'obtenir le rotor ou d'un stator précédent. Ledit procédé concerne le bobinage du rotor ou du stator d'une machine électrique tournante polyphasée de n phases, n étant 2, comportant une série de dents délimitées par des encoches dans io chacune desquelles sont insérés des fils électriques continus constituant une spire, il est caractérisé en ce que l'on bobine les n phases en même temps par série successive de n encoches et que la première et/ou la dernière spire est réalisée plus grande que les autres spires. Ainsi, les bords extérieur et/ou intérieur du chignon ls du bobinage complet est plus haut que le centre dudit bobinage. Selon une caractéristique particulière, la première et/ou la dernière spire est bobinée en réalisant une série de serpentins, chacun ayant une boucle situé d'un même coté du rotor ou du stator, chacune desdites boucles est réalisée décalée par rapport 20 au coté du rotor ou stator. Chaque boucle du serpentin est réalisée décalée par rapport au même coté du stator ou du rotor, cette opération est réalisée autant de fois que nécessaire pour réaliser un tour complet de la spire extérieure ou intérieure. Selon une autre caractéristique, le procédé comporte une 25 dernière étape qui consiste à rabattre les boucles décalées. Les boucles décalées constituant les bords du chemin périphérique sont partiellement rabattue pour assurer l'immobilisation des fils de liaison. Cette étape est réalisée avant le vernissage du rotor ou du stator considéré. 30 Un autre objet de l'invention est le dispositif de bobinage permettant de réaliser le rotor ou le stator décrit précédemment. Le dit dispositif comprend au moins deux chariots avec une série de dents délimitées par n encoches dans chacune desquelles sont insérés des fils électriques continus constituant une spire, n correspondant au nombre de phases de la machine électrique tournante et étant 2, il est caractérisé en ce que la position des s chariots et de la contre forme sont ajustables les uns par rapport aux autres selon l'axe A parallèle à l'axe du rotor ou du stator. Selon la position des chariots et/ou de la contreforme on peut jouer sur la hauteur de chaque spire. Ainsi le dispositif permet de réaliser des spires de taille différentes. io Selon une caractéristique particulière, la contreforme est ajustable par rapport au coté du rotor ou du stator selon l'axe A. La contreforme permet de régler la hauteur de chaque boucle constituant les spires d'un premier coté du rotor ou du stator situé du coté de la contreforme et des chariots au départ du procédé de 15 bobinage. Selon une autre caractéristique, les deux chariots sont ajustables l'un par rapport à l'autre selon l'axe A. Il est ainsi possible de régler la hauteur de chaque boucle constituant une spire de l'autre coté du stator ou du rotor, soit le deuxième coté 20 dudit rotor ou stator. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple avec un stator d'alternateur et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : 25 - la figure 1 est une vue en perspective d'un stator d'une machine électrique tournante sans le décalage des spires, - La figure 2 est une vue en perspective d'un stator selon l'invention, - La figure 3 est une vue partielle d'un des chignon selon 30 l'invention, - La figure 4 est un vue en coupe du stator avec son bobinage selon l'invention, - la figure 5 est une vue de coté du dispositif de bobinage selon l'invention dans la position de départ, s - les figures 6, 7, 8 et 9 sont des vues de coté du dispositif dans une quatre positions successives, - les figures 10 et 11 sont des vue en perspective du stator montrant la réalisation du début de la première spire. Le stator 1 des figures 1 et 2 comprend un paquet de tôles 2 io présentant des dents 21 et des encoches 22. Des isolants 23 sont disposés dans les encoches 22. Des fils 3 sont insérés dans les encoches 22, chaque encoche 22 recevant les fils d'une même phase, ainsi lorsqu'il y a n phases les fils d'une même phase sont insérés toutes les n encoches. Il peut, par exemple, y avoir de 3 à is 7 phases. Une phase est constituée par un ou plusieurs fils 3 bobinés dans les encoches 22 du stator 1. Ces fils sont pliés en forme de serpentin et enroulé à l'intérieur du stator 1 dans les encoches 22 pour former une spire qui constitue un tour, l'enroulement de plusieurs spires réalisant le bobinage de la phase 20 complète, le bobinage est dit "ondulé". Le bobinage est dit "ondulé réparti" quand le fil 3 est enroulé de façon circulaire une première fois dans un premier sens puis, quand le premier tour est réalisé, il est enroulé en sens inverse. Le fil 3 présente une boucle 30 à chaque ondulation, cette boucle 30 est située à l'extérieur du stator 25 1 alternativement d'un coté 2a ou de l'autre 2b dudit stator 1. Lors de l'enroulement en sens inverse, cette boucle va se placer dans l'espace libre entre deux boucles de l'enroulement du premier sens, le bobinage sera ainsi symétrique. Le bobinage d'une phase constituant un faisceau 30 30 comprend M fils 3, M étant supérieur ou égal à 1. Chaque boucle 30a ou 30b du faisceau 30 qui dépasse de chaque coté du stator 1 est ici réalisé en forme sensiblement triangulaire, mais toutes les autres formes connues sont possibles, l'ensemble de ces boucles 30a ou 30b forment un chignon. Le stator 1 de la figure 1 montre que des fils de liaisons 30c, correspondant aux n phases, qui s permettent de connecter les n phases au réseau sont concentrés sur un seul coté du chignon 30a. Les points de connexion (non représentés) sont répartis sur la périphérie du chignon 30a, c'est pourquoi il faut écarter les fils de liaison 30c les uns des autres afin le pouvoir les connecter aux différents points de connexion. io Pour ce faire, les fils de liaisons 30c doivent courir sur le chignon 30a (au dessus ou sur un coté). Afin d'éviter des mouvements de ces fils de liaison 30c avant la pose du vernis, de faciliter le positionnement desdits fils 30c, voire de permettre leur immobilisation si nécessaire, le chignon 30a présente une spire ls plus haute 300e à l'extérieur et une spire plus haute 300i à l'intérieur. Les fils de liaisons 30c peuvent également être immobilisés par ficelage avec une ficelle 4 qui entoure la partie du chignon 300 de plus faible hauteur et le ou les fils de liaison 30c (cf. figure 3). Il 20 est aussi possible, comme visible sur la figure 4, de les immobiliser en rabattant partiellement le haut 300h des les spires extérieures 300e et les spires intérieures 300i. Le bobinage peut notamment être réalisé par le dispositif décrit dans la demande FR 09/54759 du demandeur. 25 Ce bobinage est réalisé grâce au dispositif visible sur les figures 5 à 9 et le dispositif comprend au moins deux chariots 5 et 6 et une contreforme 7. Le premier chariot 5 à la figure 5 comprend n encoches 50 dans chacune desquelles sont placées tous les fils 3 d'une spire, 30 et deux axes d'enroulement 51 et 52 disposés perpendiculairement aux fils 3. Le deuxième chariot 6 à la figure 5 comprend n encoches 60 dans chacune desquelles sont placées tous les fils 3 d'une spire, et un axe d'enroulement 61 disposé perpendiculairement aux fils 3 et parallèlement aux axes 51 et 52. s La contreforme 7 montré à la figure 5 comprend n encoches 70 dans chacune desquelles sont placées tous les fils 3 d'une spire et une partie arrondie 71. Les deux chariots 5 et 6 visibles à la figure 5 sont placés sur une matrice (non représentée) qui permet le mouvement les deux io chariots 5 et 6. Le premier chariot 5 comprend n encoches 50 dans chacune desquelles est enfilé l'ensemble des fils 3, formant le faisceau 30. Un axe 51 est disposé à une des extrémité du chariot 5 et un deuxième axe 52 est placé en retrait du premier axe 51 à une is distance correspondant sensiblement au coté triangle de boucle 30a ou 30b d'un faisceau 30 constituant le chignon. L'axe 51 est amovible. L'entraxe du chariot 5 peut être ajusté avec l'entraxe chariot 6 selon une direction axiale A parallèle à l'axe X du stator 1 selon une longueur RA; ceci permet de régler la hauteur h du 20 chignon avant 30b. Le deuxième chariot 6, comprend n encoches 60 dans chacune desquelles est enfilé l'ensemble des fils 3. Un axe 61 est disposé à une des extrémités du chariot 6. La contreforme 7 comprend n encoches 70 dans chacune 25 desquelles les n faisceaux 30 peuvent être insérés. Le contreforme 7 peut être ajustée par rapport au bord 24 du stator 1 selon une direction axiale A parallèle à l'axe X du stator selon une longueur RR; ceci permet de régler la hauteur h' du chignon arrière 30a. Nous allons d'abord décrire le mouvement du dispositif de 30 bobinage pour réaliser le bobinage de la première spire 300e. Le bobinage de la dernière spire 300i est fait de façon identique. La figure 5 est la position de départ: les fils 3 sont alignés dans n premières encoches 22 du stator 1, les n encoches 50 du premier chariot 5 et les n encoches 60 du deuxième chariot 6. Comme le montre la figure 6, l'ensemble des deux chariots 5 s et 6 sont basculés ensembles vers le haut, ce qui réalise un premier pliage en 36 des fils 3 autour de l'axe 61 du chariot 6. Ensuite, les deux chariots 5 et 6 sont dissociés pour réaliser un deuxième pliage des fils 3 en 31 (cf. figure 7) autour de l'axe 51. io L'ensemble de deux chariots 5 et 6 sont de nouveau solidarisés dans la position obtenue, puis basculés ensembles avec les fils 3 à l'intérieur du stator 1, comme visible à la figure 8, les fils 3 sont disposés dans les n encoches 70 afin de réaliser un nouveau pliage des fils 3 en 33 autour de l'extrémité 71 de la 15 contreforme 7. La position de cette contreforme 7 par rapport au paquet de tôles 2 détermine la hauteur finale h de cette spire. Ensuite les deux chariot 5 et 6 sont désolidarisés, l'axe 51 est retiré du chariot 5 et ledit chariot 5 est mis dans une position parallèle au chariot 6 et à la contreforme 7, comme représenté à la 20 figure 9. Ceci a pour effet de plier partiellement les fils 3 en 34 sur l'extrémité 62 du chariot 6 et en 35 sur l'axe 52 du chariot 5 entre les deux pliages 34 et 35 les fils 3 sont également pliés en 31. Une fois, les pliages des fils 3 réalisés, l'ensemble des fils 3 sont basculés sur les 2n premières encoches 22 du stator 1 comme 25 visible aux figures 10 et 11. L'opération est répétée jusqu'à la réalisation du bobinage d'un tour complet du stator 1. Pour réaliser la deuxième spire, il faut repositionner les deux chariots 5 et 6 l'un par rapport à l'autre ou la contreforme 7 par rapport au paquet de tôles 2 selon si on a grandit les boucles avant 30 ou arrière afin que les spires suivantes soient d'une hauteur inférieure à la première spire 300e et ou la dernière spire 300i. Lors de la réalisation de la dernière spire 300i, on décale les chariots 5 et 6 l'un par rapport à l'autre selon l'axe A si on agrandit les boucles avants ou la contreforme 7 par rapport au paquet de tôle 2 si on agrandit les boucles arrières. s Le bobinage complet du stator 1 illustré à la figure 2 est réalisé en combinant deux positions du chariot 6 ou de la contreforme 7 décalée ou pas selon l'axe A par rapport à la position initiale. On commence par décaler le chariot 6 ou la contreforme 7 selon l'axe A pour réaliser la première spire io extérieure 300e, puis on le replace dans sa position initiale (plus rapprochée), pour réaliser le bobinage des spires intermédiaires et on décale de nouveau ledit chariot 6 ou ladite contreforme 7 pour réaliser la dernière spire intérieure 300i. REVENDICATIONS1. Rotor ou stator (1) d'une machine électrique tournante polyphasée comportant une série de dents (21) délimitées par des encoches (22) dans chacune desquelles sont insérés des s fils (3) électriques continus constituant une spire, caractérisé en ce que les fils (3) constituant la première spire 300e de bobinage et/ou ceux constituant la dernière spire 300i de bobinage sont plus haut que les autres spires et constituent ainsi un chemin périphérique. io 2. Rotor ou stator (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que tous les fils (3) constituant la première et la dernière spires dépassent du même coté du rotor ou du stator (1). 3. Rotor ou stator (1) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des fils de liaisons (30c) sont ls positionnés dans le chemin périphérique. 4. Rotor ou stator (1) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les spires plus hautes sont partiellement rabattues sur les fils de liaisons (30c) positionnées dans le chemin périphérique. 20 5. Rotor ou stator (1) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le chemin périphérique est situé à l'arrière de la machine. 6. Rotor ou stator (1) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fils de liaisons (30c) sont tenu sur le 25 chignon par une ficelle (4). 7. Procédé de bobinage d'un rotor ou d'un stator d'une machine électrique tournante polyphasée de n phases, n étant 2, comportant une série de dents (21) délimitées par des encoches (22) dans chacune desquelles sont insérés des fils (3) 30 électriques continus constituant une spire, caractérisé en ceque l'on bobine les n phases en même temps par série successive de n encoches et que la première et/ou la dernière spire (300e, 300i) est réalisée plus grande que les autres spires. s 8. Procédé de bobinage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la première et/ou la dernière spire (300e, 300i) est bobinée en réalisant une série de serpentin avec une boucle (30a) situé d'un coté du rotor ou du stator (1), et que ladite boucle (30a) est réalisée décalée par rapport au coté du io rotor ou du stator (1). 9. Procédé de bobinage selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'une dernière étape consiste à rabattre les boucles décalées de le première et/ou dernière spire (300e, 300i). is 10. Dispositif de bobinage d'un rotor ou d'un stator d'une machine électrique tournante comprenant au moins deux chariots (4, 5) avec une série de dents délimitées par n encoches (40, 50) dans chacune desquelles sont insérés des fils (3) électriques continus constituant une spire, n correspondant 20 au nombre de phase de la machine électrique tournante et étant 2, caractérisé en ce que la position des chariots (4 et 5) et de la contre forme (6) sont ajustables les uns par rapport aux autres selon un axe A parallèle à l'axe du rotor ou du stator (1). 11. Dispositif de bobinage selon la revendication précédente 25 caractérisé en ce que la contreforme (6) est ajustable par rapport au coté du rotor ou du stator selon ledit axe A. 12. Dispositif de bobinage selon une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que les deux chariots (4 et 5) sont ajustables l'un par rapport à l'autre selon ledit axe A.