FR3018145A1

FR3018145A1 - STATOR FOR ROTATING ELECTRIC MACHINE, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF

Info

Publication number: FR3018145A1
Application number: FR1451694A
Authority: FR
Inventors: Bertrand Vedy; Jean Louis Linda
Original assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 2014-03-03
Filing date: 2014-03-03
Publication date: 2015-09-04
Also published as: WO2015132111A1

Abstract

Le stator pour machine électrique tournante comprend un premier empilage de tôles 12 réalisées en matière magnétique et formant une culasse extérieure, et un deuxième empilage de tôles 14 réalisées en matière magnétique et formant un noyau intérieur. Les tôles 14 comprennent une base 14a annulaire, des dents 14b s'étendant radialement vers l'extérieur et une pluralité d'encoches 18 ouvertes radialement du coté d'un alésage 16 de la culasse extérieure. Le stator comprend en outre un premier revêtement 26 isolant électriquement et recouvrant au moins les parties de l'alésage 16 de la culasse extérieure qui sont radialement en regard des encoches 18, et un deuxième revêtement 28 isolant électriquement et recouvrant au moins les parois des bases 14a et des dents 14b du noyau intérieur délimitant les encoches 18. Les premier et deuxième revêtements 26, 28 définissent une pluralité de cavités 50 isolées électriquement des tôles 12, 14.The stator for rotating electrical machine comprises a first stack of sheets 12 made of magnetic material and forming an outer yoke, and a second stack of sheets 14 made of magnetic material and forming an inner core. The sheets 14 comprise an annular base 14a, radially outwardly extending teeth 14b and a plurality of notches 18 radially open on the side of a bore 16 of the outer cylinder head. The stator further comprises a first electrically insulating coating 26 covering at least the parts of the bore 16 of the outer cylinder head which are radially opposite the notches 18, and a second coating 28 electrically insulating and covering at least the walls of the bases. 14a and teeth 14b of the inner core delimiting the notches 18. The first and second covers 26, 28 define a plurality of cavities 50 electrically insulated from the sheets 12, 14.

Description

Stator pour machine électrique tournante, et procédé de fabrication associé La présente invention concerne le domaine des machines électriques tournantes, et se rapporte plus particulièrement au stator extérieur d'une telle machine dont le rotor est placé à l'intérieur dudit stator. Le stator comprend un circuit magnétique et des bobinages de fils conducteurs de l'électricité qui sont généralement réalisés en fil de cuivre isolé, notamment de section ronde. Le circuit magnétique est feuilleté et constitué par un empilage de tôles magnétiques. Chaque tôle est découpée de façon à aménager des encoches séparées par des dents, les encoches formant des logements pour les fils conducteurs électriques. Ce principe d'agencement du stator est largement appliqué pour les machines synchrones ou asynchrones. La demande de brevet EP-A1-1 174 988 décrit une machine électrique dont le circuit magnétique du stator est réalisé en deux parties, à savoir un noyau intérieur comprenant les encoches et les dents et une enveloppe extérieure qui forme une culasse. Les encoches sont ouvertes radialement du côté extérieur et sont fermées par la culasse extérieure constituée d'un empilage de tôles annulaires. Ainsi, on peut bobiner les fils conducteurs dans les encoches du noyau intérieur en ayant accès auxdites encoches par l'extérieur. Ensuite, on couvre le noyau supportant le bobinage par la culasse extérieure pour terminer le circuit magnétique du stator. Une résine d'imprégnation est ensuite introduite à l'intérieur de chacune des encoches pour immobiliser les fils conducteurs. Cette résine peut également être utilisée pour réaliser la fixation par collage du noyau intérieur et de la culasse extérieure.The present invention relates to the field of rotating electrical machines, and relates more particularly to the outer stator of such a machine whose rotor is placed inside said stator. The stator comprises a magnetic circuit and coils of electrically conductive yarns which are generally made of insulated copper wire, in particular of round section. The magnetic circuit is laminated and constituted by a stack of magnetic sheets. Each sheet is cut so as to arrange notches separated by teeth, the notches forming housing for the electrical conductors son. This principle of stator arrangement is widely applied for synchronous or asynchronous machines. The patent application EP-A1-1 174 988 describes an electric machine whose magnetic circuit of the stator is made in two parts, namely an inner core comprising the notches and the teeth and an outer casing which forms a cylinder head. The notches are open radially on the outside and are closed by the outer cylinder consisting of a stack of annular sheets. Thus, the conductive wires can be wound into the notches of the inner core by having access to said notches from the outside. Next, the core supporting the winding is covered by the outer yoke to complete the magnetic circuit of the stator. An impregnating resin is then introduced into each of the notches to immobilize the conductive wires. This resin can also be used for bonding the inner core and the outer yoke.

L'installation des fils conducteurs depuis l'extérieur du noyau intérieur permet de remplir au maximum les encoches, ce qui favorise l'obtention d'une machine électrique tournante de très grande puissance par unité de masse et de très bon rendement. Une telle machine électrique peut par exemple être utilisée pour une application dans laquelle on implante des moteurs électriques de traction dans les roues de véhicules automobiles. Cependant, afin d'assurer l'isolation électrique entre les fils conducteurs et les empilages de tôles du noyau intérieur et de la culasse extérieure, il est nécessaire avant l'installation de ces fils de recouvrir avec une feuille isolante les parois qui délimitent les encoches. Ensuite, il convient de replier la feuille isolante sur les fils conducteurs après réalisation du bobinage. On peut par la suite recouvrir le noyau intérieur supportant le bobinage par la culasse extérieure pour terminer le circuit magnétique. De telles opérations visant à isoler électriquement les fils conducteurs des tôles sont particulièrement longues à mettre en oeuvre dans la mesure où une feuille isolante doit être mise en place puis ensuite repliée sur le bobinage statorique pour chacune des encoches du stator. Ceci augmente sensiblement le coût de fabrication de la machine électrique tournante associée. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. Plus particulièrement, la présente invention vise à prévoir un stator pour machine électrique tournante facile à fabriquer, économique et assurant une bonne isolation électrique entre ses composants. Dans un mode de réalisation, le stator pour machine électrique tournante comprend un premier empilage de tôles de culasse réalisées en matière magnétique et formant une culasse extérieure, et un deuxième empilage de tôles en étoile réalisées en matière magnétique et formant un noyau intérieur disposé dans la culasse extérieure. Les tôles en étoile comprennent une base annulaire et des dents s'étendant radialement vers l'extérieur à partir de ladite base. Les bases et les dents délimitent une pluralité d'encoches ouvertes radialement du coté d'un alésage de la culasse extérieure. Le stator comprend en outre un premier revêtement réalisé en un matériau isolant électriquement et recouvrant au moins les parties de l'alésage de la culasse extérieure qui sont radialement en regard des encoches. Le stator comprend également un deuxième revêtement réalisé en un matériau isolant électriquement et recouvrant au moins les parois des bases et des dents du noyau intérieur délimitant les encoches. Les premier et deuxième revêtements définissent une pluralité de cavités isolées électriquement des tôles de culasse et des tôles en étoile. Les revêtements solidaires de la culasse extérieure et du noyau intérieur permettent de réaliser une isolation électrique entre les tôles de ladite culasse et dudit noyau et des fils conducteurs destinés à être montés à l'intérieur des cavités définies. Ceci permet d'isoler correctement chacune des encoches ouvertes du noyau intérieur de façon simple, rapide et économique. Avantageusement, les premier et deuxième revêtements sont montés en contact dans chacune au moins des zones des encoches pour définir la pluralité de cavités. Les cavités peuvent s' étendre longitudinalement le long du premier empilage de tôles de culasse et être fermées dans le sens radial par les revêtements. Dans un mode de réalisation préféré, les dents du noyau intérieur sont montées radialement en contact contre l'alésage de la culasse extérieure. Cette disposition favorise l'obtention de bonnes performances électromagnétiques pour la machine électrique associée. De préférence, chaque cavité s'étend entièrement à l'intérieur de l'encoche associée. Le premier revêtement peut comprendre deux collerettes latérales recouvrant au moins en partie les faces d'extrémité de la culasse extérieure. Le premier revêtement peut comprendre en outre une pluralité de bandes longitudinales recouvrant en partie l'alésage de la culasse extérieure, s'étendant entre les collerettes latérales et disposées radialement chacune à l'intérieur d'une des encoches du noyau intérieur. Avantageusement, chaque bande est en contact dans le sens circonférentiel avec le deuxième revêtement à l'intérieur de l'encoche associée pour définir une des cavités. Le deuxième revêtement peut comprendre deux collerettes latérales recouvrant au moins en partie les faces d'extrémité du noyau extérieur. Le deuxième revêtement peut comprendre en outre une pluralité de portions longitudinales recouvrant les parois extérieures des bases et les parois latérales des dents du noyau intérieur délimitant les encoches, lesdites portions s'étendant entre les collerettes latérales.The installation of the conductive wires from outside the inner core makes it possible to fill the notches as much as possible, which favors the obtaining of a rotating electric machine of very great power per unit mass and of very good efficiency. Such an electric machine can for example be used for an application in which electric traction motors are installed in the wheels of motor vehicles. However, in order to ensure the electrical insulation between the conductive wires and the sheet piles of the inner core and the outer yoke, it is necessary, before the installation of these wires, to cover with an insulating sheet the walls which delimit the notches. . Then, it is necessary to fold the insulating sheet on the son son after realization of the winding. We can then cover the inner core supporting the coil by the outer cylinder to complete the magnetic circuit. Such operations to electrically insulate the conductive son of the sheets are particularly long to implement insofar as an insulating sheet must be put in place and then folded on the stator winding for each of the stator slots. This substantially increases the manufacturing cost of the associated rotating electrical machine. The present invention aims to remedy these disadvantages. More particularly, the present invention aims to provide a stator for rotating electrical machine easy to manufacture, economical and ensuring good electrical insulation between its components. In one embodiment, the stator for a rotating electrical machine comprises a first stack of cylinder head sheets made of magnetic material and forming an outer cylinder head, and a second stack of star sheets made of magnetic material and forming an inner core disposed in the outdoor cylinder head. The star sheets comprise an annular base and teeth extending radially outwardly from said base. The bases and the teeth delimit a plurality of notches open radially on the side of a bore of the outer cylinder head. The stator further comprises a first coating made of an electrically insulating material and covering at least the portions of the bore of the outer yoke which are radially opposite the notches. The stator also comprises a second coating made of an electrically insulating material and covering at least the walls of the bases and teeth of the inner core delimiting the notches. The first and second coatings define a plurality of electrically insulated cavities of the yoke plates and star sheets. The integral coatings of the outer yoke and the inner core allow for electrical insulation between the laminations of said yoke and said core and conductive son to be mounted within the defined cavities. This makes it possible to isolate each of the open notches of the inner core correctly in a simple, fast and economical manner. Advantageously, the first and second coatings are mounted in contact in each at least of the notch areas to define the plurality of cavities. The cavities may extend longitudinally along the first stack of cylinder head sheets and be radially closed by the covers. In a preferred embodiment, the teeth of the inner core are mounted radially in contact with the bore of the outer yoke. This arrangement promotes obtaining good electromagnetic performance for the associated electrical machine. Preferably, each cavity extends entirely within the associated notch. The first coating may comprise two lateral flanges covering at least in part the end faces of the outer cylinder head. The first coating may further comprise a plurality of longitudinal strips partially covering the bore of the outer yoke, extending between the side flanges and radially disposed each inside one of the notches of the inner core. Advantageously, each band is in contact in the circumferential direction with the second coating inside the associated notch to define one of the cavities. The second coating may comprise two lateral flanges covering at least in part the end faces of the outer core. The second coating may further comprise a plurality of longitudinal portions covering the outer walls of the bases and the side walls of the teeth of the inner core delimiting the notches, said portions extending between the side flanges.

De préférence, les premier et deuxième revêtements sont respectivement surmoulés sur la culasse extérieure et sur le noyau intérieur. Les premier et deuxième revêtements peuvent être réalisés en un matériau synthétique, notamment du PEEK. Le stator peut comprendre une pluralité de fils conducteurs électriques s'étendant à l'intérieur des cavités. Le stator peut également comprendre une résine d'imprégnation disposée à l'intérieur des cavités et à l'intérieur de laquelle sont noyés les fils conducteurs électriques. Le stator peut encore comprendre un fourreau à l'intérieur duquel sont montés l'enveloppe extérieure et le noyau intérieur. L'invention concerne également une machine électrique tournante comprenant un stator tel que défini précédemment et un rotor monté à l'intérieur du stator. L'invention concerne encore un procédé de fabrication d'un stator pour machine électrique tournante comprenant les étapes suivantes : découper une pluralité de tôles réalisées en matière magnétique en anneau, empiler lesdites tôles de façon à obtenir une culasse extérieure, et par ailleurs, découper une pluralité de tôles réalisées en matière magnétique en étoile comprenant une base annulaire et des dents s'étendant radialement vers l'extérieur à partir de ladite base, et empiler lesdites tôles de façon à superposer au moins partiellement les dents et à obtenir un noyau intérieur présentant une pluralité d'encoches ouvertes radialement vers l'extérieur. Le procédé comprend en outre les étapes suivantes : surmouler un premier revêtement réalisé en un matériau isolant électriquement au moins sur les parties de l'alésage de la culasse extérieure qui sont destinées à venir radialement en regard des encoches du noyau intérieur, et par ailleurs, surmouler un deuxième revêtement réalisé en un matériau isolant électriquement au moins sur les parois des encoches ouvertes du noyau intérieur, puis monter le noyau intérieur à l'intérieur de la culasse extérieure de sorte que les premier et deuxième revêtements définissent une pluralité de cavités isolées électriquement des tôles du noyau intérieur et de la culasse extérieure et qui s'étendent chacune au moins en partie à l'intérieur de l'encoche associée, et rendre solidaire ledit noyau et ladite culasse. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un stator pour machine électrique tournante selon un premier exemple de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue en section transversale du stator de la figure 1, - la figure 3 est une vue de détail de la figure 2, et - la figure 4 est une vue en perspective éclatée de revêtements du stator de la figure 1. Sur la figure 1, on a représenté un exemple de réalisation d'un stator extérieur, référencé 10 dans son ensemble, prévu pour une machine électrique tournante. Le stator 10 présente un axe X-X' d'allongement. Le stator 10 comprend un premier empilage de tôles 12 de culasse réalisées en matière magnétique et superposées le long d'un axe d'empilage coaxial à l'axe X-X', et un second empilage de tôles 14 en étoile réalisées en matière magnétique et superposées selon un axe d'empilage coaxial à celui du premier empilage. L'empilage de tôles 12 forme une culasse extérieure tandis que l'empilage de tôles 14 forme un corps ou noyau intérieur étoilé coaxial à ladite culasse. La culasse et le noyau constituent deux parties distinctes d'un circuit magnétique feuilleté du stator 10. Les tôles 12 de culasse sont empilées axialement les unes relativement aux autres de manière que les faces principales de deux tôles adjacentes soient axialement en appui l'une contre l'autre. Les tôles 12 sont disposées perpendiculairement à l'axe X-X'. Chaque tôle 12 de culasse présente une forme de couronne annulaire et est centrée sur l'axe X-X'. L'empilage de tôles 12 de culasse délimite un alésage 16 axial annulaire à l'intérieur duquel est logé l'empilage de tôles 14 en étoile.Preferably, the first and second coatings are overmoulded on the outer yoke and on the inner core, respectively. The first and second coatings may be made of a synthetic material, in particular PEEK. The stator may include a plurality of electrical conductors extending within the cavities. The stator may also comprise an impregnating resin disposed inside the cavities and inside which the electrical conductor wires are embedded. The stator may further comprise a sheath inside which are mounted the outer casing and the inner core. The invention also relates to a rotating electrical machine comprising a stator as defined above and a rotor mounted inside the stator. The invention also relates to a method of manufacturing a stator for a rotating electrical machine, comprising the following steps: cutting a plurality of sheets made of ring-shaped magnetic material, stacking said sheets so as to obtain an external yoke, and, moreover, cutting a plurality of sheets made of star magnetic material comprising an annular base and teeth extending radially outwardly from said base, and stacking said sheets so as to at least partially superpose the teeth and to obtain an inner core having a plurality of notches open radially outwardly. The method further comprises the following steps: overmolding a first coating made of an electrically insulating material at least on the portions of the bore of the outer cylinder head which are intended to come radially opposite the notches of the inner core, and moreover, overmoulding a second coating made of an electrically insulating material at least on the walls of the open notches of the inner core, and then mounting the inner core within the outer yoke so that the first and second coatings define a plurality of electrically isolated cavities laminations of the inner core and the outer yoke and which each extend at least partially within the associated notch, and to make said core and said yoke integral. The present invention will be better understood on reading the detailed description of an embodiment taken by way of nonlimiting example and illustrated by the accompanying drawings in which: - Figure 1 is an exploded perspective view of a stator for rotating electrical machine according to a first embodiment of the invention, - Figure 2 is a cross-sectional view of the stator of Figure 1, - Figure 3 is a detail view of Figure 2, and - Figure 4 is an exploded perspective view of the coatings of the stator of FIG. 1. FIG. 1 shows an exemplary embodiment of an outer stator, referenced as a whole, provided for a rotating electrical machine. The stator 10 has an axis X-X 'of elongation. The stator 10 comprises a first stack of laminations 12 of yoke made of magnetic material and superimposed along a stack axis coaxial with the axis X-X ', and a second stack of star sheets 14 made of magnetic material. and superimposed along a stack axis coaxial with that of the first stack. The stack of sheets 12 forms an outer cylinder head while the stack of plates 14 forms a star-shaped inner body or core coaxial with said cylinder head. The yoke and the core constitute two distinct parts of a laminated magnetic circuit of the stator 10. The laminations 12 of the yoke are stacked axially relative to each other so that the main faces of two adjacent plates are axially supported against each other. the other. The sheets 12 are arranged perpendicularly to the axis X-X '. Each cylinder head 12 has an annular ring shape and is centered on the X-X 'axis. The stack of laminations 12 of the cylinder head delimits an annular axial bore 16 inside which is housed the stack of sheets 14 star.

Les tôles 14 en étoile sont également empilées axialement les unes relativement aux autres de manière à ce que les faces principales de deux tôles adjacentes soient axialement en appui l'une contre l'autre. Les tôles 14 sont disposées perpendiculairement à l'axe X-X'. Les tôles 12 de culasse, 14 en étoile sont respectivement identiques entre elles et présentent une épaisseur relativement faible, par exemple de l'ordre de quelques dixièmes de millimètres, par exemple de 0,2 mm. Sur la figure 1, l'épaisseur des tôles 12, 14 a été augmenté pour des raisons de clarté. Comme illustré plus visiblement aux figures 2 et 3, chaque tôle 14 comprend un talon ou base 14a annulaire et une pluralité de dents 14b s'étendant radialement vers l'extérieur à partir d'une surface ou paroi extérieure 14c cylindrique de ladite base. Les dents 14b radiales sont reliées entre elles par la base 14a et délimitées chacune par deux parois latérales 14d opposées. Les dents 14b sont espacées les unes par rapport aux autres de manière régulière dans le sens circonférentiel. Les dents 14b sont montées radialement en contact contre l'alésage 16 de la culasse extérieure. La culasse extérieure est montée radialement en appui contre les dents 14b de l'empilage de tôles 14. Les dents 14b de chaque tôle sont séparées par des entailles ou ouvertures de manière à réaliser dans l'empilage de tôles 14 une pluralité d'encoches 18 s'étendant longitudinalement. Dans l'exemple illustré, les encoches 18 présentent en section droite une forme trapézoïdale s'évasant vers l'extérieur. En variante, il pourrait être possible de prévoir d'autres formes. Les encoches 18 formées sur l'empilage de tôle 14 s'étendent le long dudit empilage sans être parallèles à l'axe X-X'. En d'autres termes, les dents 14b d'une tôle en étoile sont légèrement décalées dans le sens circonférentiel par rapport aux dents 14b de la tôle immédiatement adjacente de façon à créer une inclinaison d'encoches.The star plates 14 are also stacked axially relative to each other so that the main faces of two adjacent sheets are axially supported against each other. The sheets 14 are arranged perpendicularly to the axis X-X '. The yoke 12 star-shaped plates 14 are respectively identical to each other and have a relatively small thickness, for example of the order of a few tenths of a millimeter, for example 0.2 mm. In Figure 1, the thickness of the sheets 12, 14 has been increased for reasons of clarity. As shown more clearly in Figures 2 and 3, each sheet 14 comprises an annular heel or base 14a and a plurality of teeth 14b extending radially outwardly from a cylindrical outer surface or wall 14c of said base. The radial teeth 14b are interconnected by the base 14a and each delimited by two opposite side walls 14d. The teeth 14b are spaced relative to each other evenly in the circumferential direction. The teeth 14b are mounted radially in contact against the bore 16 of the outer cylinder head. The outer yoke is mounted radially bearing against the teeth 14b of the stack of sheets 14. The teeth 14b of each sheet are separated by notches or openings so as to produce in the stack of sheets 14 a plurality of notches 18 extending longitudinally. In the example shown, the notches 18 have in cross section a trapezoidal shape flaring outwards. Alternatively, it may be possible to provide other forms. The notches 18 formed on the sheet stack 14 extend along said stack without being parallel to the X-X 'axis. In other words, the teeth 14b of a star sheet are slightly offset in the circumferential direction with respect to the teeth 14b of the immediately adjacent sheet so as to create a notch inclination.

Les encoches 18 s'étendent longitudinalement entre une face d'extrémité 20 frontale (figure 1) de l'empilage de tôles 14 et une face d'extrémité 22 frontale opposée et débouchent axialement sur lesdites faces. Les encoches 18 sont ouvertes radialement vers l'extérieur du côté de l'alésage 16 de la culasse extérieure formée par l'empilage de tôles 12. Les encoches 18 sont fermées radialement du côté extérieur par l'alésage 16 de la culasse. Chaque encoche 18 est délimitée dans le sens radial par la culasse extérieure et par une portion des parois extérieures 14c des tôles 14. Chaque encoche 18 est délimitée dans le sens circonférentiel par deux parois latérales 14d en regard de dents 14 adjacentes. Pour chaque tôle 14, lesdites parois latérales 14d en regard sont reliées entre elles par la portion de la paroi extérieure 14c délimitant radialement l'encoche 18 associée.The notches 18 extend longitudinally between a front end face (FIG. 1) of the sheet stack 14 and an opposite end face 22 and open axially on said faces. The notches 18 are open radially outwardly on the side of the bore 16 of the outer cylinder formed by the stack of plates 12. The notches 18 are closed radially on the outer side by the bore 16 of the cylinder head. Each notch 18 is delimited in the radial direction by the outer yoke and by a portion of the outer walls 14c of the plates 14. Each notch 18 is delimited in the circumferential direction by two side walls 14d opposite adjacent teeth 14. For each sheet 14, said facing side walls 14d are interconnected by the portion of the outer wall 14c radially delimiting the associated notch 18.

L'empilage de tôles 14 en étoile délimite un alésage 24 axial annulaire à l'intérieur duquel est destiné à être logé le rotor (non représenté) de la machine électrique tournante avec un faible entrefer radial. Le rotor peut être composé d'un empilage de tôles et d'une pluralité d'aimants permanents enterrés à l'intérieur de ces tôles.The stack of sheets 14 in star delimits an annular axial bore 24 inside which is intended to be housed the rotor (not shown) of the rotating electrical machine with a small radial gap. The rotor may consist of a stack of sheets and a plurality of permanent magnets buried inside these sheets.

En se référant de nouveau à la figure 1, le stator 10 comprend également des premier et deuxième revêtements 26, 28 respectivement disposés sur les premier et deuxième empilages de tôles 12, 14. Les revêtements 26, 28 sont réalisés chacun en un matériau isolant électriquement qui peut par exemple être un matériau synthétique tel que du PEEK. En variante, d'autres types de matériaux isolants électriquement peuvent être prévus pour les revêtements 26, 28. Le matériau utilisé pour le revêtement 26 peut également être différent de celui du revêtement 28. Les revêtements 26, 28 sont distincts. Les revêtements 26, 28 peuvent présenter une épaisseur de l'ordre de 0,2 mm. Le revêtement 26 est surmoulé sur l'empilage de tôles 12 de culasse. Le revêtement 26 comprend deux collerettes 30, 32 latérales annulaires recouvrant respectivement des faces d'extrémités 34, 36 frontales opposées de l'empilage de tôles 14, et une pluralité de bandes 38 s'étendant longitudinalement entre les collerettes 30, 32 en étant reliées à celles-ci. Les bandes 38 longitudinales recouvrent en partie l'alésage 16 formées par les tôles 12. Les bandes 38 sont espacées les unes par rapport aux autres de manière régulière dans le sens circonférentiel. Comme cela sera décrit plus en détail par la suite, les bandes 38 recouvrent les parties de l'alésage 16 radialement en regard des encoches 18 de l'empilage de tôles 14. Le revêtement 26 permet d'enserrer axialement l'empilage de tôles 12 par l'intermédiaire des collerettes 30, 32 montées axialement en appui contre les faces d'extrémité 34, 36 dudit empilage. Les bandes 38 assurent le maintien en position dans le sens radial des tôles 12. Le revêtement 26 laisse entièrement libre la surface extérieure de l'empilage de tôles 12. Les tôles 12 comprennent une pluralité d'encoches (non représentées) s'étendant radialement vers l'extérieur à partir de l'alésage 16. Les encoches sont réparties en deux groupes sur l'empilage de tôles 12. Les encoches du premier groupe forment une pluralité de rangées espacées dans le sens circonférentiel et s'étendant à partir de la face d'extrémité 34 frontale de l'empilage sensiblement sur la moitié dudit empilage. Les encoches du second groupe forment également une pluralité de rangées espacées dans le sens circonférentiel et s'étendant à partir de la face d'extrémité 36 opposée sensiblement sur la moitié de l'empilage. Les rangées du premier groupe d'encoches, respectivement du second groupe d'encoches, sont espacées de manière régulière les unes par rapport aux autres. Les encoches peuvent par exemple présenter une dimension axiale de 0,2 MM. Comme indiqué précédemment, le revêtement 26 d'isolation électrique est surmoulé sur l'empilage de tôles 12. On obtient une excellente cohésion entre ces deux éléments. En effet, les encoches prévues dans l'alésage de l'empilage de tôles 12 permettent d'obtenir une pluralité de nervures 40 (figure 4) en complémentarité de forme par pénétration de la matière en fusion lors du surmoulage. Chaque bande 38 de revêtement comprend, sur sa surface extérieure, deux rangées de nervures de forme complémentaire aux encoches. Le revêtement 28 d'isolation électrique est surmoulé sur l'empilage de tôles 14 en étoile. Le revêtement 28 comprend des collerettes 42, 44 latérales annulaires recouvrant respectivement les faces d'extrémité 20, 22 frontales de l'empilage de tôles 14, et une pluralité de portions 46, 48 recouvrant entièrement les parois latérales 14d des dents et les parois extérieures 14c des bases des tôles 14. Les portions 46, 48 s'étendent longitudinalement entre les collerettes 42, 44 en étant reliées auxdites collerettes. Le revêtement 28 laisse libre l'alésage 24 de l'empilage de tôles 14. Le revêtement 28 laisse également libre la surface extérieure des dents 14b de sorte à ce qu'elles viennent radialement en contact direct contre l'alésage 16 de la culasse extérieure.Referring again to Figure 1, the stator 10 also includes first and second covers 26, 28 respectively disposed on the first and second stack of sheets 12, 14. The covers 26, 28 are each made of electrically insulating material which may for example be a synthetic material such as PEEK. Alternatively, other types of electrically insulating materials may be provided for the coatings 26, 28. The material used for the coating 26 may also be different from that of the coating 28. The coatings 26, 28 are distinct. The coatings 26, 28 may have a thickness of the order of 0.2 mm. The coating 26 is overmoulded on the stack of laminations 12 of the cylinder head. The coating 26 comprises two annular lateral flanges 30, 32 respectively covering opposed end faces 34, 36 of the stack of sheets 14, and a plurality of strips 38 extending longitudinally between the flanges 30, 32 being connected to each other. to these. The longitudinal strips 38 partly cover the bore 16 formed by the plates 12. The strips 38 are spaced relative to each other regularly in the circumferential direction. As will be described in more detail below, the strips 38 cover the parts of the bore 16 radially opposite the notches 18 of the stack of sheets 14. The coating 26 makes it possible to axially clamp the stack of sheets 12 through the flanges 30, 32 mounted axially bearing against the end faces 34, 36 of said stack. The strips 38 maintain the position in the radial direction of the sheets 12. The coating 26 leaves the outer surface of the stack of sheets 12 completely free. The sheets 12 comprise a plurality of notches (not shown) extending radially. outwardly from the bore 16. The notches are divided into two groups on the stack of sheets 12. The notches of the first group form a plurality of rows spaced in the circumferential direction and extending from the front end face 34 of the stack substantially on half of said stack. The notches of the second group also form a plurality of circumferentially spaced rows extending from the opposite end face 36 substantially over half of the stack. The rows of the first group of notches, respectively of the second group of notches, are regularly spaced relative to each other. The notches may for example have an axial dimension of 0.2 MM. As indicated above, the coating 26 of electrical insulation is overmoulded on the stack of sheets 12. This gives excellent cohesion between these two elements. Indeed, the notches provided in the bore of the stack of sheets 12 make it possible to obtain a plurality of ribs 40 (FIG. 4) in complementarity of shape by penetration of the molten material during overmoulding. Each strip 38 of coating comprises, on its outer surface, two rows of ribs of complementary shape to the notches. The coating 28 of electrical insulation is overmolded on the stack of sheets 14 star. The coating 28 comprises annular lateral flanges 42, 44 respectively covering the end faces 20, 22 of the stack of sheets 14, and a plurality of portions 46, 48 completely covering the side walls 14d of the teeth and the outer walls. 14c the bases of the plates 14. The portions 46, 48 extend longitudinally between the flanges 42, 44 being connected to said flanges. The coating 28 leaves free the bore 24 of the stack of sheets 14. The coating 28 also leaves free the outer surface of the teeth 14b so that they come radially in direct contact against the bore 16 of the outer cylinder head .

Comme illustré plus visiblement à la figure 3, à l'intérieur de chaque encoche 18 est entièrement logée une des bandes 38 du revêtement 26 qui vient en contact dans le sens circonférentiel de part et d'autre avec les portions 46 longitudinales du revêtement 28 qui recouvrent les parois latérales 14d en regard de deux dents pour définir une cavité 50 vide. La cavité 50 vide est isolée électriquement des tôles 12 de culasse et des tôles 14 en étoile. Les revêtements 26, 28 définissent une pluralité de cavités 50 espacées les unes par rapport aux autres de manière préférentiellement régulière dans le sens circonférentiel. Chaque cavité 50 s'étend longitudinalement le long de l'empilage de tôles 14 et débouche sur les faces d'extrémité des collerettes 42, 44 du revêtement 28. Chaque cavité 50 longitudinale s'étend entièrement à l'intérieur de l'encoche 18 associée. Chaque cavité 50 est délimitée dans le sens circonférentiel par le revêtement 28 et dans le sens radial par ledit revêtement et le revêtement 26. Plus précisément, chaque cavité 50 est délimitée dans le sens circonférentiel par les portions 46 longitudinales du revêtement 28 recouvrant les parois latérales 14d en regard des deux dents associées adjacentes. Chaque cavité 50 est délimitée dans le sens radial par la bande 38 extérieure du revêtement 26 et par la portion 48 longitudinale intérieure du revêtement 28 recouvrant les parois extérieures 14c des tôles situées entre les deux dents adjacentes associées et formant fond de l'encoche. La dimension circonférentielle de chaque bande 38 du revêtement 26 est égale à l'espacement circonférentiel entre deux parois 46 longitudinales en regard du revêtement 28. Les cavités 50 sont entièrement fermées dans les sens radial et circonférentiel par les revêtements 26, 28. Chaque cavité 50 délimite un espace ou canal longitudinal à l'intérieur duquel sont disposés et s'étendent une pluralité de fils conducteurs électriques (non représentés) du stator. Les fils conducteurs électriques forment des bobinages statoriques et sont repliés pour sortir de chaque cavité 50 axialement de part et d'autre de l'empilage de tôles 14 en étoile en formant une boucle afin de pénétrer dans une autre cavité 50. Les fils électriques conducteurs réalisent des enroulements qui peuvent être connectés électriquement à une source de tension ou à un dispositif d'utilisation ou de stockage d'énergie électrique. Le stator 10 comprend également une résine d'imprégnation (non représentée) disposée à l'intérieur de chacune des cavités 50 et à l'intérieur de laquelle sont noyés les fils conducteurs électriques de sorte à les immobiliser à l'intérieur desdites cavités. Il est également possible d'utiliser la résine d'imprégnation pour enrober les enroulements de fils conducteurs s'étendant en dehors de l'empilage de tôles 14 en étoile. Le stator 10 comprend encore un fourreau (non représenté) entourant la culasse extérieure et solidaire de ladite culasse. Le fourreau peut comprendre un circuit destiné à la circulation d'un liquide de refroidissement. Pour plus de détails sur un tel fourreau, on pourra par exemple se référer à la demande de brevet EP-A1-1 174 988.As illustrated more clearly in FIG. 3, inside each notch 18 is completely housed one of the strips 38 of the covering 26 which comes into contact in the circumferential direction on either side with the longitudinal portions 46 of the covering 28 which cover the side walls 14d opposite two teeth to define a cavity 50 empty. The empty cavity 50 is electrically insulated from the yoke plates 12 and the star plates 14. The coatings 26, 28 define a plurality of cavities 50 spaced apart from one another in a preferentially regular manner in the circumferential direction. Each cavity 50 extends longitudinally along the stack of sheets 14 and opens on the end faces of the flanges 42, 44 of the coating 28. Each longitudinal cavity 50 extends entirely inside the notch 18 associated. Each cavity 50 is delimited in the circumferential direction by the coating 28 and in the radial direction by said coating and the coating 26. More specifically, each cavity 50 is delimited in the circumferential direction by the longitudinal portions 46 of the coating 28 covering the side walls. 14d opposite the two adjacent associated teeth. Each cavity 50 is delimited in the radial direction by the outer strip 38 of the coating 26 and the inner longitudinal portion 48 of the coating 28 covering the outer walls 14c of the sheets located between the two adjacent teeth forming the bottom of the notch. The circumferential dimension of each strip 38 of the coating 26 is equal to the circumferential spacing between two longitudinal walls 46 opposite the coating 28. The cavities 50 are completely closed in the radial and circumferential directions by the coatings 26, 28. Each cavity 50 defines a longitudinal space or channel within which are disposed and extend a plurality of electrical conductors son (not shown) of the stator. The electrically conductive wires form stator windings and are folded to exit each cavity 50 axially on either side of the stack of star sheets 14 forming a loop so as to penetrate into another cavity 50. Conductive electrical wires conduct windings that can be electrically connected to a voltage source or a device for using or storing electrical energy. The stator 10 also comprises an impregnating resin (not shown) disposed inside each of the cavities 50 and inside which the electrical conductor wires are embedded so as to immobilize them inside said cavities. It is also possible to use the impregnating resin to coat the windings of conductive wires extending outside the stack of sheets 14 star. The stator 10 further comprises a sleeve (not shown) surrounding the outer yoke and secured to said cylinder head. The sheath may comprise a circuit intended for the circulation of a cooling liquid. For more details on such a sleeve, one can for example refer to the patent application EP-A1-1 174 988.

Pour la fabrication du stator 10, on procède de la manière suivante. Dans un premier temps, on prépare la première partie du circuit magnétique feuilleté du stator 10. Pour ce faire, on empile les tôles 12 de culasse préalablement découpées de sorte à former le premier empilage et obtenir une culasse extérieure. Cet empilage est ensuite introduit à l'intérieur d'un moule dédié en vue de l'opération de surmoulage du revêtement 26. Puis, on procède à l'injection du matériau synthétique et l'on extrait du moule l'empilage de tôles 12 sur lequel est surmoulé le revêtement 26. La culasse extérieure ainsi obtenue est ensuite fixée à l'intérieur du fourreau du stator. En parallèle de ces opérations, on procède à la préparation de la seconde partie du circuit magnétique feuilleté du stator 10. Dans ce but, on empile les tôles 14 en étoile préalablement découpées de façon à superposer partiellement les dents 14b et obtenir un noyau présentant la pluralité d'encoches 18 ouvertes radialement vers l'extérieur. Ensuite, le deuxième empilage de tôles 14 est introduit à l'intérieur d'un moule spécifique pour surmouler le deuxième revêtement 28 par injection. Puis, après surmoulage et extraction du moule de fabrication, les fils électriques conducteurs sont introduits à l'intérieur des encoches 18 de l'empilage de tôles 14 recouvert par le revêtement 28. Ensuite, l'empilage de tôles 14 supportant les fils électriques conducteurs est introduit à l'intérieur de la culasse extérieure de sorte que chaque bande 38 du revêtement 26 recouvrant l'alésage 16 de la culasse extérieure forme conjointement avec les portions 46, 48 longitudinales associées du revêtement 28 une des cavités 50. Dans une étape ultérieure, le noyau intérieur est rendu solidaire de la culasse extérieure. Cette opération peut être réalisée lors de l'étape d'imprégnation par la résine à l'intérieur de chacune des cavités 50 et en-dehors desdites cavités. Alternativement ou de façon additionnelle, il est possible de prévoir des moyens de fixation spécifiques pour fixer le noyau relativement à la culasse. Le surmoulage des revêtements 26, 28 sur les empilages de tôles 12, 14 permet d'éviter la mise en place d'une feuille isolante à l'intérieur de chacune des encoches 18 avant le montage des fils électriques conducteurs, puis le pliage de cette feuille pour recouvrir ensuite les fils conducteurs. Les opérations de fabrication du stator 10 sont simplifiées.For the manufacture of the stator 10, the procedure is as follows. Firstly, the first part of the laminated magnetic circuit of the stator 10 is prepared. To do this, the previously cut sheet metal plates 12 are stacked so as to form the first stack and obtain an external cylinder head. This stack is then introduced inside a dedicated mold for the overmoulding operation of the coating 26. Then, the synthetic material is injected and the stack of sheets 12 is extracted from the mold. The outer yoke thus obtained is then fixed inside the stator sheath. In parallel with these operations, the second part of the laminated magnetic circuit of the stator 10 is prepared. For this purpose, the previously cut-out star plates 14 are stacked so as to partially superimpose the teeth 14b and obtain a core having the a plurality of notches 18 open radially outwardly. Then, the second stack of sheets 14 is introduced inside a specific mold to overmold the second coating 28 by injection. Then, after overmoulding and extraction of the manufacturing mold, the conductive electrical wires are introduced inside the notches 18 of the stack of sheets 14 covered by the coating 28. Next, the stack of sheets 14 supporting the electrical conductors is introduced inside the outer yoke so that each strip 38 of the coating 26 covering the bore 16 of the outer yoke forms together with the associated longitudinal portions 46, 48 of the coating 28 one of the recesses 50. In a subsequent step , the inner core is secured to the outer cylinder head. This operation can be performed during the step of impregnation with the resin inside each of the cavities 50 and outside said cavities. Alternatively or additionally, it is possible to provide specific fixing means for fixing the core relative to the cylinder head. The overmolding of the coatings 26, 28 on the sheet stacks 12, 14 makes it possible to prevent the insertion of an insulating sheet inside each of the notches 18 before the electrical conductor wires are assembled, and then the folding of this sheet to then cover the conductive wires. The manufacturing operations of the stator 10 are simplified.

Par ailleurs, le surmoulage du revêtement 28 sur l'empilage de tôles 14 en étoile permet d'obtenir un ensemble compact, unitaire et suffisamment robuste mécaniquement pour subir les opérations de fabrication sans qu'il soit nécessaire de prévoir un excès de matière pour la base 14a de chacune des tôles 14 qui doit ensuite être éliminé lors d'une opération d'usinage finale de sorte à supprimer un éventuel court-circuit magnétique par lesdites bases. Il est possible par exemple de prévoir une épaisseur radiale pour les bases 14a des étoiles de l'ordre de 0,8 mm. Les opérations de fabrication du stator 10 sont encore simplifiées. En variante, il pourrait cependant être possible de conserver pour les bases 14a des tôles en étoile une épaisseur plus importante comme cela est le cas dans l'état de la technique, par exemple de l'ordre de 5 à 10 mm, et de supprimer le surplus de matière par une opération d'usinage ultérieure.Moreover, the over-molding of the coating 28 on the star-shaped sheet stack 14 makes it possible to obtain a compact, unitary assembly that is mechanically strong enough to undergo the manufacturing operations without the need for an excess of material for the production. base 14a of each of the sheets 14 which must then be eliminated during a final machining operation so as to eliminate a possible magnetic short circuit by said bases. It is possible, for example, to provide a radial thickness for the bases 14a of the stars of the order of 0.8 mm. The manufacturing operations of the stator 10 are further simplified. As a variant, it could however be possible to keep for the bases 14a star sheets a greater thickness as is the case in the state of the art, for example of the order of 5 to 10 mm, and to eliminate the surplus of material by a subsequent machining operation.

Dans l'exemple de réalisation décrit, chaque revêtement 26, 28 isolant électriquement est surmoulé sur l'empilage de tôles 12, 14 associé. Alternativement, chaque revêtement 26, 28 pourrait être fixé sur l'empilage de tôles 12, 14 par tout autre moyen approprié, par exemple par collage. Cependant, le surmoulage des revêtements 26, 28 est particulièrement avantageux dans la mesure où cela permet d'obtenir, de façon rapide et à moindre coût, un ensemble unitaire pour chaque partie du circuit magnétique feuilleté du stator 10. Dans l'exemple de réalisation illustré, il est représenté un agencement particulier des revêtements 26, 28 sur les empilages de tôles 12, 14 dans lequel chaque revêtement s'étend à l'intérieur des encoches 18. Dans une variante de réalisation, il pourrait par exemple être possible de prévoir pour le revêtement 26, en remplacement des bandes 38 espacées, un manchon annulaire se raccordant aux collerettes 30, 32. Dans ce cas, le manchon du revêtement 26 entoure radialement les dents 14 et les encoches 18 sans s'étendre à l'intérieur desdites encoches. Cependant, avec une telle solution, les dents 14b des tôles 14 en étoile ne sont plus en contact direct avec les tôles 12 de culasse, ce qui a pour effet de réduire les performances électromagnétiques de la machine électrique tournante associée.In the embodiment described, each electrically insulating coating 26, 28 is overmolded on the stack of sheets 12, 14 associated. Alternatively, each coating 26, 28 could be fixed on the stack of sheets 12, 14 by any other appropriate means, for example by gluing. However, the overmoulding of the coatings 26, 28 is particularly advantageous insofar as it makes it possible to obtain, in a fast manner and at a lower cost, a unitary assembly for each part of the laminated magnetic circuit of the stator 10. In the exemplary embodiment illustrated, there is shown a particular arrangement of the coatings 26, 28 on the stacks of sheets 12, 14 in which each coating extends inside the notches 18. In an alternative embodiment, it could for example be possible to provide for the coating 26, replacing the spaced strips 38, an annular sleeve connecting to the flanges 30, 32. In this case, the sleeve of the coating 26 radially surrounds the teeth 14 and the notches 18 without extending inside said notches. However, with such a solution, the teeth 14b of the star plates 14 are no longer in direct contact with the laminations 12 of the yoke, which has the effect of reducing the electromagnetic performance of the associated rotating electrical machine.

Claims

REVENDICATIONS1. Stator for rotating electric machine comprising a first stack of laminations (12) made of magnetic material and forming an outer cylinder head, and a second stack of star sheets (14) made of magnetic material and forming an inner core disposed in the cylinder head outer, the star plates comprising an annular base (14a) and teeth (14b) extending radially outwardly from said base, the bases and the teeth delimiting a plurality of notches (18) radially open from side of a bore (16) of the outer cylinder head, characterized in that it further comprises a first coating (26) made of an electrically insulating material and covering at least the parts of the bore (16) of the cylinder head which are radially opposite the notches (18), and a second coating (28) made of an electrically insulating material and covering at least the walls of the bases (14a) e t teeth (14b) of the inner core defining the notches (18), the first and second coatings (26, 28) defining a plurality of cavities (50) electrically insulated from the yoke and star laminations (12, 14).

The stator of claim 1, wherein the first and second liners (26, 28) are in contact at least in each of the notch regions (18) to define the plurality of cavities (50).

The stator of claim 1 or 2, wherein the cavities (50) extend longitudinally along the first stack of laminations (12) and are closed radially by the liners (26, 28).

4. Stator according to any one of the preceding claims, wherein the teeth (14b) of the inner core are mounted radially in contact against the bore (16) of the outer cylinder head.

5. Stator according to any one of the preceding claims, wherein the first coating (26) comprises two side flanges (30, 32) covering at least in part the end faces (34, 36) of the outer yoke.

Stator according to claim 5, wherein the first coating (26) further comprises a plurality of longitudinal strips (38) partly covering the bore (16) of the outer yoke, extending between the flanges (30, 32) and radially arranged each inside one of the notches (18) of the inner core.

The stator of claim 6, wherein each web (38) is in circumferential contact with the second skin (28) within the associated notch (18) to define one of the cavities (50).

8. Stator according to any one of the preceding claims, wherein the second coating (28) comprises two side flanges (42, 44) covering at least in part the end faces (20, 22) of the outer core.

The stator of claim 8, wherein the second coating (28) further comprises a plurality of longitudinal portions (46, 48) covering the outer walls (14c) of the bases and the side walls (14d) of the inner core teeth. delimiting the notches, said portions extending between the lateral flanges (42, 44).

10. Stator according to any one of the preceding claims, wherein the first and second covers (26, 28) are overmolded respectively on the outer yoke and on the inner core.

11. Stator according to any one of the preceding claims, wherein the first and second coatings are made of a synthetic material, including PEEK.

A stator as claimed in any one of the preceding claims, comprising a plurality of electrical lead wires extending within the cavities (50).

13. Stator according to claim 12, further comprising an impregnating resin disposed inside the cavities (50) and inside which are embedded the electrical conductors son.

14. A rotating electrical machine comprising a stator according to any one of the preceding claims and a rotor mounted inside the stator.

15. A method of manufacturing a stator for rotating electrical machine comprising the following steps: - cutting a plurality of sheets made of magnetic ring material, - stack said sheets to obtain an outer yoke, and moreover - cut a plurality of sheets made of a star-shaped magnetic material comprising an annular base and teeth extending radially outwardly from said base, and - stacking said sheets so as to overlap the teeth at least partially and to obtain an inner core having a plurality of notches open radially outwardly, characterized in that it further comprises the following steps: - overmoulding a first coating made of an electrically insulating material at least on the parts of the bore of the outer cylinder head which are intended to come radially opposite the notches of the inner core, and moreover, - su rolling a second coating made of an electrically insulating material at least on the walls of the open notches of the inner core, and then - mounting the inner core within the outer yoke so that the first and second coatings define a plurality of isolated cavities electrically sheets of the inner core and the outer yoke, and make said core and said yoke integral.