CH361859A - Procédé de fabrication d'une machine électrique tournante à entrefer axial - Google Patents

Description

  Procédé de fabrication d'une     machine    électrique     tournante    à entrefer axial    La présente invention a pour objet un procédé  de fabrication d'une machine électrique     tournante     à entrefer axial     comprenant    au moins une pièce en  matière magnétique portant au moins un bobinage  plat formé par des     conducteurs        lamellaires.    Elle a       également    pour objet la     machine    obtenue par ce pro  cédé.  



  On sait qu'il est désirable, dans     une    telle machine,  d'obtenir un entrefer rigoureusement plan,     délimité     par des     surfaces    ne     présentant    aucun     voile,    condi  tions     difficiles    à réaliser en raison des déformations  mécaniques.

   et     thermiques        intervenant    lors de l'usi  nage de     ces        surfaces.    Aussi, pour limiter les frais de  fabrication,     accepte-t-on    généralement des     entrefers     élargis,     ce    qui se     répercute    sur le rendement de la  machine.  



       De    plus, on sait que jusqu'alors, dans une telle  machine, le     bobinage    a été réalisé par une     technique     dite de   circuits     imprimés     , sur l'une ou les deux       faces    d'un disque mince isolant fixé sur le circuit  magnétique     proprement    dit, généralement par     collage.     Il résulte de ce fait des difficultés supplémentaires  pour réduire l'entrefer au minimum, puisque le bobi  nage se trouve     directement    dans     l'entrefer    et que son  épaisseur n'est plus alors     négligeable.     



  La     présente    invention a     pour    but de     remédier    à  l'ensemble de ces     difficultés    et permet de réaliser  effectivement un entrefer minimum.     Le        procédé    selon  l'invention est caractérisé en ce que     les        conducteurs     lamellaires de     ce    bobinage     adjacents,

      à la surface  plate de d élimination d'entrefer de ladite pièce en       matière    magnétique sont encastrés dans des rainures  de très faible     hauteur    pratiquées dans     cette        surface     plate par un usinage sans     -sollicitations.    appréciables  mécaniques ou thermiques.

   On évite     ainsi    que l'usi  nage de telles rainures de faibles dimensions sur la    surface plate de     ladite    pièce, qui peut être constituée  par un ruban de tôle ou en matière     ferromagnétique          telle    que la     ferrite,

          n'entraine        des    distordons et des  bavures     dues    aux actions mécaniques et     thermiques          exercées    par des     outils.    Cet usinage sans     sollicita-          tions    appréciables     thermiques    et mécaniques peut  consister en     une    électroérosion ou une     érosion        ultra-          sonique.     



  Une     mise    en.     oeuvre    spécialement avantageuse du       procédé    ,selon     l'invention    est celle dans laquelle,     non     seulement les     rainures,

      mais encore les autres par  ties de     ladite    surface     plate        sont    soumises à     cet    usi  nage     sans    sollicitations     appréciables        thermiques.    et       mécaniques.    On peut alors éviter tout voile dans       l'entrefer    et     obtenir    effectivement une     machine    élec  trique à .entrefer axial     minimum.     



       Le    bobinage plat à     conducteurs        lamellaires    peut  être préformé soit par estampage, soit par impres  sion, soit par     électroérosion    et     peut    ensuite être       transféré    et     encastré    dans les     rainures        décrites    ci  dessus. Le     bobinage    peut également être formé par  coulée     directe    dans lesdites     rainures        servant    de mou  les.

   De toutes     façons,    les     conducteurs    adjacents à  ladite     surface    plate du bobinage ainsi réalisé ne peu  vent     qu'affleurer    la     surface        d'entrefer,    mais ne se  trouvent plus, dans l'entrefer.  



  Les     dessins    annexés     illustrent,    à titre d'exemple,       quelques    mises en     aeuvre    du     procédé    selon l'inven  tion.  



  La     fig.    1 est une vue en plan. d'une partie du cir  cuit magnétique d'une machine à bobinages plats       destinée    à être alimentée en courant alternatif. Cette  partie de     circuit    magnétique est ici     constituée    par un  ruban de tôle     enroulé    en     spirales.     



  La     fig.    2 est une     coupe        partielle    par la ligne     II-          II    de la     fig.    1.      Les     fig.    3a et 3b montrent, en coupe suivant la  ligne     III-III    de la     fig.    1, deux     formes    de rainures  pour l'encastrement des conducteurs plats.  



  La     fig.    4 est une vue partielle en plan d'un induit  à bobinage encastré,     destiné    à un alternateur.     Le    cir  cuit     magnétique    est dans ce cas un anneau en céra  mique ferromagnétique.  



  La     fig.    5 est une coupe schématique axiale d'un  tel alternateur.  



  La     fig.    6 est une     vue    partielle en plan     montrant     une     pièce    magnétique en     forme    d'anneau dans.  laquelle sont pratiquées des     saignées        radiales.     



  Les     fig.    7, 8 et 9 sont des vues     analogues    de  trois variantes d'un induit plus     particulièrement    pour  machines à     courant        continu.     



  La     fig.    10 est une coupe schématique axiale d'une       machine    à courant     continu        comportant    un tel induit.  Dans l'exemple de la     fig.    1, le     circuit        magnétique     est     réalisé,    d'une façon     connue,    en enroulant en spi  rale, à spires     jointives    et serrées, un ruban de tôle 1       maintenu    par un     dispositif    adéquat (non représenté)  entre les diamètres     interne    et externe 2 et 3.

   On exé  cute ensuite, sur la tranche de la tôle enroulée, par  un usinage sans     sollicitations.    appréciables mécani  ques ou thermiques, par exemple par     électroérosion,     des rainures 4 et 5 en forme de     couronnes    ainsi que  des rainures radiales 6.  



  Pour faire     ressortir    plus     clairement    les parties  usinées, on a figuré celles-ci en blanc, comme si l'usi  nage avait fait disparaître la     structure        lamellaire    de  la pièce en tôle enroulée, telle qu'elle apparaît sur  les parties non usinées     ainsi    que sur les coupes des       fig.    2 et 3.  



  De     préférence,    les parties 7 de la     pièce    en tôle  spiralée, qui sont en relief et bordent l'entrefer sont  également usinées par     électroérosion;        ce    qui permet  de réaliser d'une manière     simple    et peu     coûteuse    un  entrefer minimum limité par des surfaces planes non       voilées.     



  Les     fig.    3a et 3b représentent, à titre d'exemples,  deux variantes du profil     transversal    des rainures des  tinées à     recevoir    les     bobinages    du circuit électrique.  



  La     fig.    4 montre des saignées 8, représentées en  noir, destinées à     recevoir    un bobinage de     type    loca  lisé par pôle et usinées par érosion. Toutefois, le       support    magnétique n'est pas en tôle spiralée comme  dans l'exemple précédent, mais     constitue    une     pièce     pleine 9 de forme annulaire, en céramique ferro  magnétique     isolante,        notamment    en ferrite.

   On ne  peut     évidemment    pas dans     ce    cas procéder par     élec-          troérosion,    puisque     cette        méthode    ne s'applique  qu'aux matériaux conducteurs et l'on aura     recours     alors à l'érosion à haute fréquence ou érosion     ultra-          sonique.    C'est également par     cette    dernière méthode  d'usinage que l'on     rectifüe    les     faces    de la     pièce    9,

    en vue de réaliser la     surface    plane non voilée     limitant     l'entrefer.  



  Les     saignées    8 reçoivent le     bobinage    encastré,  qui     peut    être en cuivre ou mieux en un alliage con  ducteur ferro=magnétique.     Les        dimensions    des con-         ducteurs    de ce bobinage seront toujours déterminées  suivant la nature du métal utilisé.  



  Un     tel    bobinage peut constituer l'induit à pôles  localisés d'un alternateur à huit pôles représenté  schématiquement sur la     fig.    5. Cet alternateur com  porte un     inducteur    ou aimant annulaire 10 fixé sur  l'arbre 11 et tournant avec lui. Cet aimant envoie  son flux à travers deux bobinages plats 8a encastrés  chacun, comme il a été dit,     dans    une couronne 9  prenant appui sur un disque métallique 12, de     sorte     que le flux magnétique de l'aimant 10 se ferme à  travers les couronnes 9 et les bobinages 8a.  



  Sur la     fig.    6, on a donné un exemple de circuit  magnétique     destiné    à     recevoir    un     bobinage    réparti  ne recouvrant que partiellement l'entrefer. Cette pièce  9, en. forme d'anneau et en matière ferromagnétique,  notamment en ferrite, est     rectifée    et gravée par un  procédé d'usinage non déformant.

       Les    saignées radia  les 13 usinées par ce     procédé    sont destinées à rece  voir les conducteurs électriques constituant les bar  reaux     d'une    cage d'écureuil pour machine asyn  chrone, dont les anneaux de court-circuit s'appuient  sur les     cercles    limites 2 et 3 du circuit magnétique.  



  Si l'on     utilise    de l'aluminium pour les conduc  teurs, on coulera la cage d'écureuil dans la pièce  gravée 9 utilisée comme élément de moule. Si l'on  utilise, par     contre,    un     alliage    ferromagnétique en  feuille, on l'estampera au     préalable    de manière à  l'incruster     ensuite,    d'une façon connue, dans les sai  gnées 13 de la     pièce    9.  



  Les exemples     décrits    ci-dessus montrent des piè  ces magnétiques portant des bobinages      simple    face .  Mais on peut également fabriquer par le procédé  décrit des     pièces    de     machines    portant des bobinages   double     face     à     recouvrement    partiel. Dans     ce    cas,  un disque     support    isolant est rapporté sur le circuit  magnétique. Il     comporte    sur sa     surface    d'entrefer  une     partie    de bobinage exécutée .suivant les techni  ques usuelles dites.  de circuits imprimés .

   L'autre  partie du bobinage,     localisée    du côté de la surface  appliquée sur le circuit magnétique, sera alors réali  sée d'après le procédé décrit et, par     conséquent,    en  castrée dans des rainures pratiquées dans ledit circuit  magnétique. Les deux bobinages     seront    réunis par  des connexions appropriées. On réalise ainsi     l'entre-          fer    minimum compatible avec un     bobinage     double       face .     



  Des exemples d'un tel bobinage sont donnés aux       fig.    7, 8 :et 9, qui     concernent    plus particulièrement  des machines à courant     continu,    et ne représentent  que la partie du bobinage encastrée et les rainures  correspondantes 14a, 14b ou 14c, pratiquées dans  le circuit magnétique et dont les formes varient sui  vant le type de bobinage utilisé (ondulé,     imbriqué,     etc...).  



  La     fig.    10 montre à titre d'exemple, une machine  à     courant    continu à entrefer axial     comportant    un  tel bobinage. Cette machine est équipée d'un aimant  permanent 10 en forme d'anneau et servant d'induc  teur.

   Le bobinage est à double     face    et sa partie tour-      née vers l'aimant est réalisée sur un disque isolant  mince 14 tandis que l'autre     face    du bobinage est  obtenue par les moyens décrits sur un, disque en. fer  rite douce auquel est fixé le disque isolant 14.     Le    dis  que 9 repose sur un disque     métallique    12 monté sur  l'arbre 11 par l'intermédiaire d'une pièce 16 clavetée  en 17 sur     celui-ci.    L'arbre 11 tourne dans un man  chon 18 du type autolubrifiant, serti dans une bague  19 montée elle-même sur une plaque 20 servant ou  non de culasse et sur laquelle sont fixés l'aimant  10 ainsi que des     porte-balais    21.  



  Il va de soi qu'un tel bobinage mixte à double  face pourrait aussi bien     être    utilisé pour des machi  nes à courant alternatif avec des connexions appro  priées.

Claims (1)

1. REVENDICATION I Procédé de fabrication d'une machine électrique tournante à entrefer axial comprenant au moins une pièce en matière magnétique portant au moins un bobinage plat formé par des conducteurs lamellaires,

   caractérisé par le fait que les conducteurs lamellaires de ce bobinage adjacents à la surface plate de déli mitation d'entrefer de ladite pièce en matière magné tique sont encastrés dans des rainures de très faible hauteur pratiquées dans cette surface plate par un usinage sans sollicitations appréciables mécaniques ou thermiques. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que non seulement les rainures mais encore les autres parties de ladite surface plate sont soumises audit usinage sans sollicitations appréciables méca niques ou thermiques, qui consiste en une électro- érosion ou en une érosion ultrasonique. 2.

   Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que le bobinage plat à conducteurs lamellaires est préformé soit par estampage, soit par impression, soit par électroérosion, puis transféré et encastré dans les rainures de très faible hauteur. 3. Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que le bobinage plat à conducteurs lamellaires est formé par coulée directe de métal dans les rai nures de très faible hauteur servant de moules. 4.

   Procédé suivant la revendication I, pour la fabrication d'une machine dont le bobinage est dis posé sur les deux faces d'un disque mince isolant, caractérisé en ce que la partie du bobinage située sur la face de ce disque adjacente à la pièce magné tique est encastrée dans les rainures de très, faible hauteur de cette pièce magnétique,

   cette partie étant réunie par des connexions à l'autre partie du bobi nage qui est située sur l'autre face du, disque et qui est réalisée par impression sur cette autre face, le disque isolant étant rapporté sur ladite pièce magné tique.

   REVENDICATION Il Machine électrique tournante à entrefer axial obtenue par le procédé selon la revendication I, caractérisée par le fait que les conducteurs lamellai res du bobinage plat adjacents à la surface plate de délimitation d'entrefer de ladite pièce en matière magnétique sont encastrés dans des rainures de très faible hauteur pratiquées dans cette surface de la pièce magnétique.