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WO2011004100A2 - Bobinage d'une machine electrique tournante - Google Patents

Bobinage d'une machine electrique tournante Download PDF

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Publication number
WO2011004100A2
WO2011004100A2 PCT/FR2010/051327 FR2010051327W WO2011004100A2 WO 2011004100 A2 WO2011004100 A2 WO 2011004100A2 FR 2010051327 W FR2010051327 W FR 2010051327W WO 2011004100 A2 WO2011004100 A2 WO 2011004100A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
son
notches
winding
stator
wires
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR2010/051327
Other languages
English (en)
Other versions
WO2011004100A3 (fr
Inventor
Xavier Dunesme
Jérôme Fournier
Jean-Pierre Chochoy
Ludovic Darras
Alain Defebvin
Stéphane DE CLERCQ
Olivier Luittre
David Desmet
Nicolas Langlard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Original Assignee
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Equipements Electriques Moteur SAS filed Critical Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
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Priority to US13/381,810 priority patent/US9016610B2/en
Priority to KR1020127000459A priority patent/KR101745621B1/ko
Priority to EP10745344A priority patent/EP2452418A2/fr
Publication of WO2011004100A2 publication Critical patent/WO2011004100A2/fr
Publication of WO2011004100A3 publication Critical patent/WO2011004100A3/fr
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Priority to US14/664,266 priority patent/US9742231B2/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/08—Forming windings by laying conductors into or around core parts
    • H02K15/085—Forming windings by laying conductors into or around core parts by laying conductors into slotted stators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/04—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings prior to their mounting into the machines
    • H02K15/043—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings prior to their mounting into the machines winding flat conductive wires or sheets
    • H02K15/0431—Concentrated windings
    • H—ELECTRICITY
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/12—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/50—Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto
    • H02K3/505—Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto for large machine windings, e.g. bar windings

Definitions

  • the present invention relates to a winding process by continuous son of the rotor or the stator of a rotating electrical machine such as for example an alternator, an alternator-starter or a starter motor vehicle.
  • the rotor rotates inside the stator along a main axis A.
  • the winding is carried out on the rotor or on the stator inside a plurality of notches provided for this purpose on said rotor or stator.
  • the winding of the rotor or stator by a continuous wire is usually carried out phase by phase.
  • the three phases will be wound one after the other, each phase being offset by one or more notches relative to the previous one.
  • For a double three phase the six phases are wound in the same way one after the other.
  • the son constituting each of the phases form axial undulations on each side of the rotor or the stator, all of these axial undulations constituting a bun.
  • winding time depends on the number of phases to be wound: the higher the number of phases, the higher the winding time, a double three-phase or six-phase will require twice as much winding. time to realize that a simple three phase.
  • the winding can be carried out flat or on a closed stator.
  • stator that is to say a stator or rotor turn
  • a support or core having notches open on the outside
  • the disadvantage of this method is that the size of the notches of the support in which the initial winding is carried out is imitated in depth and in width since it is necessary for the support to have an outside diameter smaller than the internal diameter of the stator in order to be able to be placed inside the stator and that the number of notches of the rotor and the support must be identical.
  • the smaller the stator the greater the number of turns, and the more difficult it is for the core to contain them.
  • the winding is thus realisé in several times, the turns being then connected together to form a phase.
  • the object of the present invention is to provide a method of winding both fast, allowing a better filling of the notches, decreasing the winding developed so decreasing the amount of copper used, the insertion of the son in the notches is entirely radial , the insertion force is lower and the bun has a better nesting son.
  • the method according to the invention also allows a winding on a closed stator.
  • the method of winding the rotor or the stator of a rotating electrical machine comprising a series of teeth delimited by notches in each of which are inserted M continuous electrical son constituting a turn, M being greater than or equal to 1
  • said method is characterized in that nx M son are simultaneously wound in a number n of notches, n being corresponding to the number of phases and being> 2, the whole M son constituting a phase and being inserted in the same notch.
  • the n phases are thus wound all at the same time, in n successive notches, which saves time, but also all the n notches being filled at the same time the M son are all inserted at the bottom of notch identically .
  • the notches are all filled identically, so there is no difference depending on the phase.
  • each phase is carried out with a continuous wire. That is, the winding is performed continuously without interrupting the wire of all phases during the entire distributed wavy winding operation.
  • the M son are paralleled in the notches and superimposed in a loop connecting two successive notches. During winding the M son remain parallel both in each of the notches but also outside the notches, that is to say that the wire disposed on one side of the first notch will be disposed on the opposite side in the nth notch next.
  • the son are all of identical length since the wire which is on the top of the bun on one side will be below the other side; the width of the bun is equal to the depth of the notch, it therefore does not exceed either the side of the rotor or the side of the breech which may be small within the limit of the magnetic saturation and the area required to support the palier.
  • the n ⁇ M wires are wound by making a first coil with a loop located at the front of the stator and inserting the n ⁇ M wires into the next slots, or a second coil with a second one. loop located at the rear of the stator and inserting the nx M son in the n 2 su ⁇ entes notches.
  • the axial corrugations of the n phases are carried out in parallel with each coil, the axial undulations of a phase no longer interferes with the insertion of the subsequent phase.
  • the n ⁇ M wires are wound by reversing the winding direction when all the notches of the stator comprise at least one of the n phases. Thus, a distributed corrugated winding is achieved.
  • M is greater than 1
  • the M son are aliased in the bottom of the notch.
  • the alignment of the M wires next to each other makes it possible to wind the M wires in parallel throughout the winding and thus better tidy up the ch ignon.
  • the notch does not have a tooth root or the tooth root is asymmetric and M is greater than 1, the threads M are aligned next to each other in the width of the notch . It is possible to align the M wires side by side when the notch is not closed (or when there is no tooth base), or when the notch is closed by asymmetric toothed feet. .
  • the threads are round.
  • the wires could be rectangular or with a flat or non-round, but the thread of this type of son is more difficult than for round or oval son.
  • the loop located at the front or the rear of the stator is of substantially triangular shape. This form improves the cooling of the chig.
  • the loop forms an isosceles triangle.
  • the loop forms a triangular isosceles with an angle of 90 °.
  • the M son constituting the loop make an angle ⁇ greater than ⁇ with the front or rear of the stator and that tan ⁇ is equal to f / d, where f is the diameter of the wire and the width of the tooth.
  • the M son constituting the loop make an angle ⁇ with the front or rear of the stator and that tan ⁇ is equal to f + 2mm / d, f being the diameter of the wire in mm and the width of the the tooth in mm.
  • the optimum is to provide a space of about 2mm between the son of two successive phases.
  • the stator is obtained by the method according to one of the preceding claims.
  • the device for winding a rotor or a stator of a rotary electrical machine comprises at least two carriages with a series of teeth delimited by n notches in each of which are inserted M continuous electrical wires constituting a turn, n corresponding to the phase number of the rotating electrical machine and being> 2, M being greater than or equal to 1 .11 is characterized in that M xn son are simultaneously inserted in the extension of the n notches of the rotating electrical machine in the notches of the carriages, that we fold the set of M xn son at least twice by the pliage of the carriages relative to each other, that we fold all the M xn son thus bent in the following notches of the rotating electrical machine.
  • the inversion of the direction of winding is done by inverting the direction of folding of the threads in the notches and in that a guide barrel which aligns the M son arranged at the rear of the carriages makes a rotation of 180 ° and a comb pushes the M son returned to the end of the first carriage.
  • a guide barrel which aligns the M son arranged at the rear of the carriages makes a rotation of 180 ° and a comb pushes the M son returned to the end of the first carriage.
  • FIG. 1 is a perspective view of a stator of a rotating electrical machine according to the invention
  • FIG. 2 is a detail view of the bun of FIG. 1,
  • FIG. 2a is a partial view of a turn
  • FIG. 2b is a detail view of two winding wires
  • FIG. 3 is a perspective view of the stator with wires placed in the slots
  • FIG. 4 is a perspective view of the stator with the wires in a first folding position
  • FIG. 5 is a perspective view of the stator with the wires in the second folding position
  • FIG. 6 is a perspective view of the stator with wires in a third folding position
  • FIG. 7 is a perspective view of the stator of FIG. 6 with the drawdown of the n ⁇ M wires
  • FIG. 8 is a perspective view of the stator of FIG. 6 with the first n loops of the coils placed in the following notches,
  • FIG. 9 is a side view of the winding device according to the invention in the starting position
  • FIGS. 1 0, 1 1, 1 2 and 1 3 are side views of the device in a four successive positions
  • Fig. 14 is a perspective view of the first carriage
  • Fig. 15 is a perspective view of the second carriage
  • Fig. 16 is a perspective view of the counter form.
  • FIG. 17 is a front view of the barrel
  • Figures 1 8, 1 9, 20 and 21 are side views of the ispositif in the four successive positions during the inversion of the winding.
  • the stator 1 of FIG. 1 comprises a bundle of sheets 2 having teeth 21 and notches 22. Insulators 23 are placed in the notches 22. Threads 3 are inserted into the notches 22, each notch 22 receiving the strands 22 a same phase, so when there phase phases son of the same phase are inserted all n notches. It can, for example, be from 3 to 7 phases.
  • a phase is constituted by one or more son 3 wound in the notches 22 of the stator 1, plies in the form of a coil and wound inside the stator 1 in the notches 22 to form a turn, the winding of several turns realizing the winding of the complete phase.
  • the winding is wavy distributed when the wire 3 is rolled in a circular manner a first time in a first direction and is, when the first round is realisé, it is wound in the opposite direction.
  • the wire 3 has a loop at each undulation, this loop is located outside the stator alternately on one side or the other dud it stator. When winding in the opposite direction, this loop will be placed in the space libre between two loops of the winding of the first direction, the winding will be symmetrical.
  • the winding of a phase constituting a beam 30 comprises M son 3, M being greater than 1.
  • M son 3 M being greater than 1.
  • each of the wires 3 have a diameter meter f, that the width of the tooth 22 is d and that the angle ⁇ of the wires 3 with the front or the rear of the stator 1.
  • Each loop 30a or 30b of a turn consists of M son 3, there is shown FIG 2a two son 3a and 3b, these two son are d in a notch 22, the wire 3a is placed on the side 22a of the notch 22 and the wire 3b is placed on the side 22b of the first notch shown in Figure 2a.
  • the thread 3a is on the side 22b of the notch and the thread 3b on the side 22a.
  • the loop 30a located on the top of the stator 2 consists of two son 3a and 3b where 3a is located above 3b.
  • the loop 30b located below the stator 2 consists of the two son 3a and 3b where 3a is located below 3b. It can thus be seen that each of the wires 3a and 3b will have the same length once the winding is finished.
  • the ch ignon will thus be stored as the notches, it will have a width equal to the depth of the lad ite notch 22, and son 3 ch ignon will not exceed n i the side of the rotor n i the side of the breech.
  • the winding consists of n ⁇ M wires 3, n corresponding to the number of phases.
  • Each of the bundles 30 of M son 3 is inserted into the n notches 22, the part of the wires inserted into the n notches 22 is marked 3a.
  • the yarns 3 in accordion are then folded as in FIG. making a first ply at more than 90 °, a second at less than 45 ° and a third at more than 90 °.
  • the whole winding is then folded inside the stator 1 from the edge of the notches 22 by an angle of more than 90 °, as shown in FIG. 5, the same operation is then carried out symmetrical on the other side of the stator 1 (see Figure 6).
  • the first carriage 4 in FIG. 14 comprises n notches 40 in which the M threads 3 of a turn are placed, and two winding axes 41 and 42 d perpendicular to the wires 3.
  • the second carriage 5 in FIG. 1 comprises n notches 50 in which the M threads 3 of a turn are placed, and a winding axis 51 is positioned perpendicularly to the threads 3 and parallel to the axes 41 and 42.
  • the counter form 6 in FIG. 1 6 comprises n notches 60 and a round part 61.
  • Two carriages 4 and 5 in FIG. 9 are placed on a die (not shown) which allows the two carriages to move.
  • the first carriage 4 which is glossy in FIG. 14, comprises n notches 40 in which are threaded the M wires 3, forming the beam 30.
  • An axis 41 is placed at one end of the carriage 4 and a second axis 42 is set back from the first axis 41 at a distance substantially corresponding to the loop triangle 30a or 30b of a beam 30 constituting the bun.
  • the shaft 41 is removable.
  • the second carriage 5, illustrated in FIG. 15, comprises n notches 50 in which are threaded the M son 3.
  • An axis 51 is disposed at one end of the carriage 5.
  • the counter form 6, illustrated in FIG. 16, comprises n notches in which the n bundles 30 can be inserted.
  • FIG. 9 is the starting position: the M x n wires 3 are aligned in the n notches 40 of the first carriage 4, the notches 50 of the second carriage 5 and the notches 22 of the stator 1.
  • the barrel 7, illustrated in FIG. 17, comprises M holes 70 (here two) vertically aligned.
  • FIG. 18 shows the device at the end of the winding in the first direction, a gun 7 for feeding the wires 3 is placed at the end of the device and in front of this gun 7 is arranged a comb 8 with n notches 80 which is set back from the threads 3.
  • the carriage 4 is set back from the threads 3 and the axes 41 and 42 are removed from the carriage 4.
  • the comb 8 is then urged towards the carriage 5 so as to put the threads 3 in the new direction until the zone inversion 36 of the son 3 at a point between the two axes 41 and 42 of the carriage 4, visible in Figure 20.
  • the carriage 4 is then placed back onto the wires 3, with the inversion zone 36 placed between the two shafts 41 and 42 which were then placed back on the carriage 4, as shown in FIG. 21.
  • the winding starts again in the opposite direction following the same principle as previously described for the first direction of winding.

Landscapes

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Abstract

Procédé de bobinage du rotor ou du stator (2) d'une machine électrique tournante comportant une série de dents délimitées par des encoches (22) dans chacune desquelles sont insérés M fils électriques (3) continus constituant une spire, M étant supérieur ou égal à (1), ledit procédé est caractérisé en ce que l'on bobine simultanément n x M fils (3) dans n encoches (22), n étant correspondant au nombre de phase et étant ≥ 2, l'ensemble des M fils (3) constituant une phase et étant inséré dans une même encoche (22). Les n phases sont ainsi bobinées toutes en même temps, ce qui permet un gain de temps, mais aussi toutes les n encoches (22) étant remplies en même temps les M fils (3) sont tous insérés en fond d'encoche (22) de façon identique. D'autre part, les encoches (22) sont toutes remplies de façon identique, il n'y a donc pas de différence suivant la phase.

Description

BOBINAGE D'UN E MACHINE ELECTRIQUE TOURNANTE
La présente invention concerne un procédé de bobinage par fils continus du rotor ou du stator d'une machine électrique tournante 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 stator.
Le bobinage du rotor ou du stator par un fil continu est habituellement réalisé phase par phase. Par exemple pour une machine triphasée, on va bobiner les trois phases l'une après l'autre, chaque phase étant décalées d'une ou plusieurs encoches par rapport à la précédente. Pour un double triphasé les six phases sont bobinées de la même façon les une après les autres. Les fils constituant chacune des phases forment des ondulations axiales de chaque coté du rotor ou du stator, l'ensemble de ces ondulations axiales constituant un chignon .
L'inconvénient de ce type de bobinage est que les ondulations axiales de la première phase entrave l'insertion en fond d'encoche de la phase suivante et ainsi de suite, la dernière phase étant gênée par les ondulations axiales des toutes les phases précédentes. La conséquence est que les encoches ne sont pas remplies de façon optimum, et ce qui dégrade le coefficient de remplissage desdites encoches et donc les performances de la machine.
L'autre inconvénient de ce type de bobinage c'est que le temps de bobinage dépend du nombre de phases à bobiner: plus le nombre de phases est élevé plus le temps de bobinage est élevé, un double triphasé ou hexaphasé nécessitera deux fois plus de temps à réaliser qu'un simple triphasé. Pour un stator, le bobinage peut être réalisé à plat ou sur un stator fermé.
Il est également possible de bobiner plusieurs spires du stator, c'est-à-dire un tour de stator ou de rotor, sur un support ou noyau comportant des encoches ouvertes sur l'extérieur, puis d'insérer les spires ainsi bobinées sur le stator en poussant par expansion les spires des encoches du support vers les encoches du stator. L'inconvénient de ce procédé est que la taille des encoches du support dans lequel on réalise le bobinage initial est l imitée en profondeur et en largeur puisqu'il faut que le support ait un diamètre extérieur inférieur au diamètre intérieur du stator afin de pouvoir être placé à l'intérieur du stator et que le nombre d'encoches du rotor et du support doivent être identiques. D'autre part plus le stator est petit plus le nombre de spires est important et donc plus le noyau a du mal à les contenir. Le bobinage est donc réal isé en plusieurs fois, les spires étant ensuite reliées entre elles pour former une phase.
L'objet de la présente invention est de proposer un procédé de bobinage à la fois rapide, permettant un meilleur remplissage des encoches, diminuant le développé de bobinage donc diminuant la quantité de cuivre utilisée, l'insertion des fils dans les encoches est entièrement radial , l'effort d'insertion est plus faible et le chignon présente une meilleure imbrication des fils. Le procédé selon l'invention permet également un bobinage sur un stator fermé.
Selon l'invention, le procédé de bobinage du rotor ou du stator d'une machine électrique tournante comportant une série de dents dél imitées par des encoches dans chacune desquelles sont insérés M fils électriques continus constituant une spire, M étant supérieur ou égal à 1 , ledit procédé est caractérisé en ce que l'on bobine simultanément n x M fils dans un nombre n d'encoches, n étant correspondant au nombre de phase et étant > 2, l'ensemble des M fils constituant une phase et étant inséré dans une même encoche. Les n phases sont ainsi bobinées toutes en même temps, dans n encoches successives, ce qui permet un gain de temps, mais aussi toutes les n encoches étant rempl ies en même temps les M fils sont tous inséré en fond d'encoche de façon identique. D'autre part, les encoches sont toutes rempl ies de façon identique, il n'y a donc pas de différence suivant la phase.
Selon une caractéristique particulière, chaque phase est réalisée avec un fil continu . C'est-à-dire que le bobinage est réalisé en continu sans interruption du fil de toutes les phases pendant toute l'opération de bobinage en ondulé réparti .
Selon une autre caractéristique particulière, les M fils sont mis en parallèle dans les encoches et superposés dans une boucle reliant deux encoches successives. Lors du bobinage les M fils restent parallèles à la fois dans chacune des encoches mais aussi au dehors des encoches, c'est-à-dire que le fil disposé sur un des cotés de la première encoche sera disposé du coté opposé dans la nième encoche suivante. Ceci présente plusieurs avantages: les fils sont tous de longueur identiques puisque le fil qui est sur le dessus du chignon d'un coté sera au dessous de l'autre coté; la largeur du chignon est égale à la profondeur de l'encoche, il ne déborde donc ni du coté du rotor ni du coté de la culasse qui peut être petite dans le limite de la saturation magnétique et de la surface nécessaire à l'appui du pal ier.
Selon une caractéristique particul ière, on bobine les n x M fils en réal isant un prem ier serpentin avec une boucle situé à l'avant d u stator et en insérant les n x M fils dans les n i encoches su ivantes, pu is un deuxième serpentin avec une boucle situé à l'arrière du stator et en insérant les n x M fils dans le n2 encoches su ivantes. Les ondulations axiales des n phases sont réal isées en parallèle à chaque serpentin , les ondulations axiales d'une phase ne gène plus l'insertion de la phase su ivante. Selon une autre caractéristique, on bobine les n x M fils en inversant le sens du bobinage lorsque toutes les encoches du stator comportent au moins un fils des n phases. On réal isé ainsi un bobinage d it ondulé réparti .
Selon une prem ière variante, M est supérieur à 1 , les M fils sont al ignés dans le fond de l'encoche. L'al ignement des M fils l'un à coté de l'autre permet de bobiner les M fils en parallèle tout au long du bobinage et ainsi mieux ranger le ch ignon .
Selon une deuxième variante, l'encoche ne présente pas de pied de dent ou que le pied de dent est d issymétrique et M est supérieur à 1 , les M fils sont al ignés les uns à coté des autres dans la largeur de l'encoche. L'al ignement cote à cote des M fils est possible quand l'encoche n'est pas fermée (ou quand il n'y a pas de pied de dent), ou quand l'encoche est fermée par des pieds de dents d issymétriques.
Selon une d isposition particul ière, les fils sont ronds. Les fils pourraient être de forme rectangulaire ou avec un méplat ou non ronds, mais le vril lage de ce type de fils est plus d ifficile que pour des fils ronds ou ovales.
Selon une autre d isposition , la boucle située à l'avant ou à l'arrière du stator est de forme sensiblement triangulaire. Cette forme amél iore le refroid issement du ch ig non .
Selon une caractéristique particul ière, la boucle forme un triangle isocèle.
Selon une autre caractéristique, la boucle forme un triang le isocèle avec un angle de 90° .
Selon une d isposition particul ière, les M fils constituant la boucle font un angle β supérieur à α avec l'avant ou l'arrière du stator et que tanα est égal à f/d , f étant le d iamètre du fil et d la largeur de la dent. Ainsi les fils d'une phase ne touchent pas les fils de la phase suivante dans le chignon sur toute la partie montante et descendant de l'ondulation axial des fils.
Selon une autre disposition, les M fils constituant la boucle font un angle β avec l'avant ou l'arrière du stator et que tanβ est égal à f+2mm/d, f étant le diamètre du fil en mm et d la largeur de la dent en mm . L'optimum est de prévoir un espace d'environ 2mm entre les fils de deux phases successives.
Le stator est obtenu par le procédé selon une des revendications précédentes.
Le dispositif de bobinage d'un rotor ou d'un stator d'une machine électrique tournante selon l'invention comprend au moins deux chariots avec une série de dents délimitées par n encoches dans chacune desquelles sont insérés M fils électriques continus constituant une spire, n correspondant au nombre de phase de la machine électrique tournante et étant > 2, M étant supérieur ou égal à 1 .11 est caractérisé en ce que l'on insère simultanément M x n fils dans le prolongement des n encoches de la machine électrique tournante dans les n encoches des chariots, que l'on plie l'ensemble des M x n fils au moins deux fois par le pl iage des chariots l'un par rapport à l'autre, que l'on rabat l'ensemble des M x n fils ainsi plies dans les ni encoches suivante de la machine électrique tournante. Une fois les M x n fils insérés dans les n encoches du stator ou du rotor de la machine électrique tournante on recommence l'opération dans les n2 encoches suivantes et ainsi de suite pour faire le tour complet.
Selon une caractéristique complémentaire, l'inversion du sens de bobinage se fait en inversant le sens de rabattement des fils dans les encoches et en ce qu'un canon de guidage qui aligne les M fils disposés à l'arrière des chariots fait une rotation de 180° et qu'un peigne pousse les M fils retournés vers le bout du premier chariot. Pour réaliser un ondulé réparti, il faut inverser le sens de rotation du bobinage, et cette inversion nécessite l'inversion de ό
l'alignement des M fils de bobinage afin que les M fils soient rangés dans le même sens dans les encoches, c'est-à-dire que le fil du fond reste au fond de l'encoche dans les deux sens de bobinage.
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 :
la figure 1 est une vue en perspective d'un stator d'une machine électrique tournante selon l'invention,
La figure 2 est une vue de détail du chignon de la figure 1 ,
La figure 2a est une vue partielle d'une spire,
La figure 2b est un vue de détail de deux fils de bobinage, la figure 3 est une vue en perspective du stator avec des fils mis dans les encoches,
la figure 4 est une vue en perspective du stator avec les fils dans une première position de pliage,
la figure 5 est une vue en perspective du stator avec les fils dans la deuxième position de pliage,
- la figure 6 est une vue en perspective du stator avec des fils dans une troisième position de pliage,
la figure 7 est une vue en perspective du stator de la figure 6 avec le rabattement des n x M fils,
le figure 8 est une vue en perspective du stator de la figure 6 avec les n prem ières boucles du serpentins placées dans les n encoches su ivantes,
la figure 9 est une vue de coté du d ispositif de bobinage selon l'invention dans la position de départ, les figures 1 0, 1 1 , 1 2 et 1 3 sont des vues de coté du d ispositif dans une quatre positions successives,
La figure 14 est une vue en perspective du prem ier chariot, la figure 1 5 est une vue en perspective du deuxième chariot, - la figure 1 6 est une vue en perspective de la contre forme
la figure 1 7 est une vue de face du canon
les figures 1 8, 1 9, 20 et 21 sont des vues de coté du d ispositif dans les quatre positions successives lors de l'inversion du bobinage.
Le stator 1 de la figure 1 comprend un paquet de tôles 2 présentant des dents 21 et des encoches 22. Des isolants 23 sont d isposés 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 7 phases. Une phase est constituée par un ou plusieurs fils 3 bobinés dans les encoches 22 du stator 1 , pl ies en forme de serpentin et enroulé à l'intérieur d u stator 1 dans les encoches 22 pour former une spire, l'enroulement de pl usieurs spires réal isant le bobinage de la phase complète. Le bobinage est d it ondulé réparti quand le fil 3 est enroulé de façon circulaire une prem ière fois dans un prem ier sens pu is, quand le prem ier tour est réal isé, il est enroulé en sens inverse. Le fil 3 présente une boucle à chaque ondulation , cette boucle est située à l'extérieur du stator alternativement d'un coté ou de l'autre dud it stator. Lors de l'enroulement en sens inverse, cette boucle va se placer dans l'espace l ibre entre deux boucles de l'enroulement du prem ier sens, le bobinage sera ainsi symétrique.
Le bobinage d'une phase constituant un faisceau 30 comprend M fils 3, M étant supérieur à 1 . Chaque boucle 30a ou
30b du faisceau 30 qu i dépasse de chaque coté du stator 1 est ici réal isé en forme sensiblement triangulaire, l'ensemble de ces boucles 30a ou 30b forment un ch ignon . Le détail de la figure 2 montre que chacun des fils 3 ont un d iamètre f, que la largeur de la dent 22 est d et que l'angle β des fils 3 avec l'avant ou à l'arrière du stator 1 . Afin d'éviter que les fils 3 ne se touchent comme dans la figu re 2b, il faut que l'angle β soit supérieur à un angle α correspondant à l'angle où les fils se toucheraient soit tgα= f/d .
Chaque boucle 30a ou 30b d'une spire est constituée de M fils 3, on a représenté figure 2a deux fils 3a et 3b, ces deux fils sont d isposés dans une encoche 22, le fil 3a est placé du coté 22a de l'encoche 22 et le fil 3b est placé du coté 22b de la première encoche représentée à la figure 2a . Dans la deuxième encoche où les fils 3a et 3b sont ensu ite d isposés et situé n encoches après la première, le fil 3a est d u coté 22b de l'encoche et le fil 3b du coté 22a . La boucle 30a située sur le dessus du stator 2 est constituée des deux fils 3a et 3b où 3a est situé au dessus de 3b. Au contraire la boucle 30b situé en dessous du stator 2 est constitué des deux fils 3a et 3b où 3a est situé au dessous de 3b. On constate ainsi que chacun des fils 3a et 3b aura la même longueur une fois le bobinage term iné. Le ch ignon sera ainsi rangé comme les encoches, il aura une largeur égale à la profondeur de lad ite encoche 22, ainsi les fils 3 du ch ignon ne déborderont n i du coté du rotor n i du coté de la culasse. Cela permet d'avoir une culasse plus petite, dans la l im ite de sa saturation magnétique, plus il y a de phases et moins il y a de saturation donc plus la culasse peut être étroite (jusqu'à 3,5mm) et dans la l imite d'une taille suffisante pour la surface d'appui du pal ier (environ 4mm).
Comme on le voit sur la figure 3, le bobinage se compose de nxM fils 3, n correspondant au nombre de phases. On insère chacun des faisceau 30 de M fils 3 dans les n encoches 22, la partie de fils insérée dans les n encoches 22 porte le repère 3a .
On pl ie ensu ite les fils 3 en accordéon comme sur la figure 4, en faisant un prem ier pl i à plus de 90°, un deuxième à moins de 45° et un troisième à pl us de 90° . L'ensemble du bobinage est ensu ite repl ié à l'intérieur du stator 1 à partir du bord des encoches 22 d'un angle de plus de 90°, comme représenté à la figure 5, la même opération est ensu ite effectuée de façon symétrique de l'autre de coté du stator 1 (cf figure 6).
Une fois les deux prem iers pl iages réal isés on peut basculer l'ensemble des n x M fils 3 de la partie rectil igne 3b dans les n encoches su ivantes, l'ensemble de ces opérations sont répétée ainsi de su ite jusqu'au tour complet du stator 2.
Une fois un tour effectué on inverse le sens de bobinage et l'orientation du bobinage, c'est-à-d ire que les fils 3 sont bobinés en les basculant en sens inverse au sens précédent.
Ce bobinage est réal isé grâce à un d ispositif visible sur les figures 9 à 21 et comprenant au moins deux chariots 4 et 5 et u ne contre forme 6, un canon 7 et un peigne 8.
Le premier chariot 4 à la figure 14 comprend n encoches 40 dans lesquelles sont placées les M fils 3 d'une spire, et deux axes d'enroulement 41 et 42 d isposés perpend iculairement aux fils 3.
Le deuxième chariot 5 à la figure 1 5 comprend n encoches 50 dans lesquelles sont placées les M fils 3 d'une spire, et un axe d'enroulement 51 d isposé perpendiculairement aux fils 3 et parallèlement aux axes 41 et 42.
La contre forme 6 à la figure 1 6 comprend n encoches 60 et une partie arrond ie 61 .
Deux chariots 4 et 5 à la figure 9 sont placés sur une matrice (non représentée) qu i permet le mouvement les deux chariots.
Le premier chariot 4, il lustré à la figure 14, comprend n encoches 40 dans lesquels sont enfilés les M fils 3, formant le faisceau 30. Un axes 41 est d isposé à une des extrémité du chariot 4 et un deuxième axe 42 est placé en retrait du premier axe 41 à une distance correspondant sensiblement au coté triangle de boucle 30a ou 30b d'un faisceau 30 constituant le chignon. L'axe 41 est amovible.
Le deuxième chariot 5, illustré à la figure 15, comprend n encoches 50 dans lesquels sont enfilés les M fils 3. Un axe 51 est disposé à une des extrémités du chariot 5.
La contre forme 6, illustré à la figure 16, comprend n encoches dans lesquels les n faisceaux 30 peuvent être insérés.
Nous allons d'abord décrire le mouvement du dispositif de bobinage pour réaliser la première partie du bobinage, puis celui nécessaire pour effectuer l'inversion de bobinage, le bobinage après l'inversion est similaire au premier.
Le figure 9 est la position de départ: les M x n fils 3 sont alignés dans les n encoches 40 du premier chariot 4, les n encoches 50 du deuxième chariot 5 et les n encoches 22 du stator 1.
Comme le montre la figure 10, l'ensemble des deux chariots 4 et 5 sont basculés ensembles vers le haut, ce qui réalise le premier pliage en 37 des M x n fils 3 autour de l'axe 51.
Ensuite, les deux chariots 4 et 5 sont dissociés pour réaliser le deuxième pliage des n x M fils 3 (cf. figure 11) autour de l'axe 41.
L'ensemble de deux chariots 4 et 5 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 12 afin de réalisé un nouveau pliage des fils 3 autour de l'extrémité 61 de la contre forme 6, les fils 3 sont disposés dans les n encoches 60. Ensu ite l'axe 41 est retiré du chariot 4 et led it chariot 4 est mis dans une position parallèle au chariot 5 et à la contre forme 6, comme représenté à la figure 1 3. Ceci a pour effet de pl ier les fils 3 sur l'extrém ité 51 du chariot 5 et sur l'axe 42 du chariot 4. Une fois, les pl iages des fils 3 réal isés, l'ensemble des fils 3 sont basculés sur les 2n prem ières encoches 22 du stator 2. L'opération est répétée jusqu'à la réal isation du bobinage d'un tour compl et du stator 1 .
Pour réal iser un ondulé réparti, il faut inverser le sens de bobinage, c'est-à-d ire qu'il faut bobiner les fils 3 en revenant à la position de départ du bobinage. Le fait qu'on inverse le sens du bobinage nécessite d'inverser l'ordre des fi ls 3 dans les n encoches des chariots 4 et 5 afin que les fils 3 soient dans le même ordre dans les encoches 22 du stator 1 .
L'inversion de sens de bobinage est illustrée aux figures 1 8 à
21 .
Le canon 7, illustré à la figure 1 7, comprend M trous 70 (ici deux) al ignés verticalement.
La figure 1 8 montre le d ispositif à la fin du bobinage dans le premier sens, un canon 7 d'amenée des fils 3 est placé à l'extrém ité du d ispositif et devant ce canon 7 est disposé un peigne 8 avec n encoches 80 qu i est m is en retrait des fils 3. Le chariot 4 est m is en retrait des fils 3 et les axes 41 et 42 sont retirés du chariot 4.
Pour réal iser l'inversion des fils 3 dans le d ispositif, le canon
7 effectue une rotation à 1 80° et le peigne 8 est placé au contact du canon 7, les fils 3 placés dans les encoches 80 du peigne 80, comme visible à la figu re 1 9. La zone d'inversion des fils 3 est repérée par la référence 36 sur la figure 1 9.
Le peigne 8 est ensu ite repoussé vers le chariot 5 de façon à mettre les fils 3 dans le nouveau sens jusqu'à mettre le zone d'inversion 36 des fils 3 en un point situé entre les deux axes 41 et 42 du chariot 4, visible à la figure 20.
Le chariot 4 est ensuite replacé sur les fils 3, avec la zone d'inversion 36 placée entre les deux axes 41 et 42 qui ont ensuite été replacés sur le chariot 4, comme montré à la figure 21 .
Le bobinage recommence en sens inverse suivant le même principe que décrit précédemment pour le premier sens de bobinage.
En réitérant plusieurs fois ce bobinage on réalise le bobinage complet du stator illustré à la figure 1 , avec des chignons de forme sensiblement triangulaire.

Claims

REVEN DICATIONS
1 . Procédé de bobinage d'un rotor ou d'un stator (2) d'une mach ine électrique tournante comportant une série de dents (21 ) dél im itées par des encoches (22) dans chacune desquelles sont insérés M fils (3) électriques continus constituant une spire, M étant supérieur ou égal à 1 , caractérisé en ce que l'on bobine simultanément n x M fils (3) dans un nombre n d'encoches (22), n étant correspondant au nombre de phase et étant > 2, l'ensemble des M fils (3) constituant une phase et étant inséré dans une même encoche (22).
2. Procédé de bobinage selon la revend ication 1 , caractérisé en ce que chaque phase est réal isée avec un fil (3) continu .
3. Procédé de bobinage selon une des revend ications précédentes, caractérisé en ce que les M fils (3) sont m is en parallèle dans les encoches (22) et superposés dans une boucle (30a, 30b) rel iant deux encoches successives (22).
4. Procédé de bobinage selon une des revend ications précédentes, caractérisé en ce que l'on bobine les n x M fils (3) en réal isant un prem ier serpentin avec une boucle (30a) situé à l'avant du stator (2) et en insérant les n x M fils dans les n i encoches (22) su ivantes, pu is un deuxième serpentin avec une boucle (30b) situé à l'arrière du stator (2) et en insérant les n x M fils (3) dans le n2 encoches (22) su ivantes.
5. Procédé de bobinage selon une des revend ications précédentes, caractérisé en ce que l'on bobine les n x M fils (3) en inversant le sens du bobinage lorsque toutes les encoches (22) du stator comportent au moins un fils (3) des n phases.
6. Procédé de bobinage selon une des revend ications précédentes, caractérisé en ce que M est supérieur à 1 , les M fils (3) sont al ignés dans le fond de l'encoche (22).
7. Procédé de bobinage selon une des revend ications précédentes, caractérisé en ce que l'encoche (22) ne présente pas de pied de dent ou que le pied de dent est d issymétrique et que M est supérieur à 1 , les M fils (3) sont al ignés les uns à coté des autres dans la largeur de l'encoche (22).
8. Procédé de bobinage selon une des revend ications précédentes, caractérisé en ce que les fils (3) sont ronds.
9. Procédé de bobinage selon une des revend ications 2 à 8, caractérisé en ce que la boucle (30a, 30b) située à l'avant ou à l'arrière du stator (22) est de forme sensiblement triangulaire.
1 0. Procédé de bobinage selon la revend ication précédente, caractérisé en ce que la boucle (30a, 30b) forme un triangle isocèle.
1 1 . Procédé de bobinage selon la revend ication précédente, caractérisé en ce que la boucle (30a, 30b) forme un triang le avec un angle de 90° .
1 2. Procédé de bobinage selon une des revend ications 2 à 1 0, caractérisé en ce que les M fils (3) constituant la boucle (30a, 30b) font un angle β supérieur à α avec l'avant ou l'arrière du stator (2) et que tanα est égal à f/d , f étant le d iamètre d u fil (3) et d la largeur de la dent (21 ).
1 3. Procédé de bobinage selon la revend ication 1 2, caractérisé en ce que les M fils (3) constituant la boucle (30a, 30b) font un angle β avec l'avant ou l'arrière du stator (2) et que tan β est égal à f+2mm/d , f étant le d iamètre du fil (3) en mm et d la largeur de la dent (21 ) en mm.
14. Stator obtenu par le procédé selon une des revend ications précédentes.
1 5. Dispositif de bobinage d'un rotor ou d'un stator d'une mach ine électrique tournante comprenant au moins deux chariots (4, 5) avec une série de dents dél im itées par n encoches (40, 50) dans chacune desquelles sont insérés M fils (3) électriques continus constituant une spire, n correspondant au nombre de phase de la mach ine électrique tournante et étant > 2, M étant supérieur ou égal à 1 , caractérisé en ce que l'on insère simultanément M x n fils (3) dans le prolongement des n encoches (22) de la mach ine électriq ue tournante dans les n encoches (40, 50) des chariots (4, 5), que l'on pl ie l'ensemble des M x n fils (3) au moins deux fois par le pl iage des chariots (4, 5) l'un par rapport à l'autre, que l'on rabat l'ensemble des M x n fils (3) ainsi pl ies dans les n i encoches (22) su ivante de la mach ine électrique tournante.
6. Dispositif de bobinage selon la revend ication précédente, caractérisé en ce que l'inversion du sens de bobinage se fait en inversant le sens de rabattement des fils (3) dans les encoches (22) et en ce qu'un canon de gu idage (7) des M fils (3) d isposé à l'arrière des chariots (4, 5) fait une rotation de 1 80° et qu'un peigne (7) pousse les M fils (3) retournés vers le bout du premier chariot (4).
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