CH716105B1 - Stator for an electric motor, electric motor comprising such a stator and method for assembling such a stator. - Google Patents
Stator for an electric motor, electric motor comprising such a stator and method for assembling such a stator. Download PDFInfo
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Abstract
L'invention concerne un stator (10) pour un moteur électrique sans fente (1), le moteur électrique sans fente (1) comprenant le stator (10) et un rotor (50) agencés pour tourner autour d'un axe de rotation (X), le stator (10) comprenant au moins une première couche ou strate réalisée avec une pluralité de premières bobines (11, 12, 13) formant une armature (30) ayant une forme générale tubulaire agencée pour recevoir le rotor (50), l'armature (30) comprenant au moins une rangée de premières bobines (11, 12, 13), caractérisé en ce que chacune des premières bobines (11, 12, 13) : est formée avec un fil ayant une section transversale rectangulaire, présente deux têtes de bobine (11c, 11d) avec : une première partie positionnée à une première distance radiale de l'axe de rotation (X), une seconde partie positionnée à une seconde distance radiale de l'axe de rotation (X), différente de la première distance radiale.The invention relates to a stator (10) for a slotless electric motor (1), the slotless electric motor (1) comprising the stator (10) and a rotor (50) arranged to rotate around an axis of rotation ( X), the stator (10) comprising at least a first layer or stratum made with a plurality of first coils (11, 12, 13) forming an armature (30) having a generally tubular shape arranged to receive the rotor (50), the armature (30) comprising at least one row of first coils (11, 12, 13), characterized in that each of the first coils (11, 12, 13): is formed with a wire having a rectangular cross section, has two coil heads (11c, 11d) with: a first part positioned at a first radial distance from the axis of rotation (X), a second part positioned at a second radial distance from the axis of rotation (X), different of the first radial distance.
Description
[0001] La présente invention concerne le domaine des moteurs électriques, en particulier des moteurs sans fente et leur stator. The present invention relates to the field of electric motors, in particular slotless motors and their stator.
[0002] Le document JP05975638B2 décrit un moteur sans fente avec une bobine ou enroulement de fil plat. [0002] Document JP05975638B2 describes a slotless motor with a flat wire coil or winding.
[0003] L'inconvénient du stator et du moteur électrique du document de l'art antérieur réside dans le fait que la bobine ou enroulement, et en particulier la tête, n'est pas assez compact et ne présente pas un facteur de remplissage élevé, de sorte que la performance du stator et du moteur sans balai n'est pas élevée. [0003] The disadvantage of the stator and of the electric motor of the prior art document lies in the fact that the coil or winding, and in particular the head, is not compact enough and does not have a high fill factor. , so the performance of the stator and brushless motor is not high.
[0004] Le document US20130082560A1 décrit des bobines de fil plat différentes formant un stator. The document US20130082560A1 describes different coils of flat wire forming a stator.
[0005] L'inconvénient du stator de ce document de l'art antérieur réside dans le fait que les bobines ont des formes différentes et ne permettent pas d'avoir une conception compacte, ce qui rend la fabrication plus complexe et réduit les performances. [0005] The disadvantage of the stator of this prior art document lies in the fact that the coils have different shapes and do not allow a compact design, which makes manufacturing more complex and reduces performance.
[0006] La présente invention a pour but de traiter les inconvénients de l'art antérieur mentionnés cidessus. The present invention aims to address the drawbacks of the prior art mentioned above.
[0007] Dans ce but, un premier aspect de l'invention est de proposer un stator pour un moteur électrique sans fente, le moteur électrique sans fente comprenant le stator et un rotor agencé pour tourner autour d'un axe de rotation, le stator comprenant au moins une première couche ou strate réalisée avec une pluralité de premières bobines formant une armature ayant une forme générale tubulaire agencée pour recevoir le rotor, caractérisé en ce que chacune des premières bobines : est formée avec un fil ayant une section transversale rectangulaire, a deux têtes de bobine avec : une première partie de chaque tête de bobine qui est positionnée à une première distance radiale de l'axe de rotation, une seconde partie de chaque tête de bobine qui est positionnée à une seconde distance radiale de l'axe de rotation, différente de la première distance radiale.[0007] To this end, a first aspect of the invention is to provide a stator for a slotless electric motor, the slotless electric motor comprising the stator and a rotor arranged to rotate around an axis of rotation, the stator comprising at least a first layer or stratum made with a plurality of first coils forming an armature having a generally tubular shape arranged to receive the rotor, characterized in that each of the first coils: is formed with a wire having a rectangular cross-section, has two coil heads with: a first part of each coil head which is positioned at a first radial distance from the axis of rotation, a second part of each coil head which is positioned at a second radial distance from the axis of rotation, different from the first radial distance.
[0008] Ceci permet de proposer un stator avec un facteur de remplissage de bobine plus élevé dans la partie active des bobines (entre les têtes) et une conception compacte, en particulier avec des têtes compactes ou des extrémités de bobines, afin d'augmenter les performances du stator. Les enroulements ou bobines sont composés d'un matériau approprié, tel que le cuivre ou similaire. Le stator de la présente invention présente ainsi un volume de cuivre accru. La première partie et la seconde partie sont agencées pour être imbriquées entre elles dans une trajectoire générale circulaire ou tubulaire, de sorte que le facteur de remplissage et la compacité sont améliorés et les performances du stator améliorées. Ceci permet également d'avoir un facteur de remplissage de bobine élevé sous la forme d'une répartition de partie élevée des bobines en face du rotor et des aimants du rotor. C'est-à-dire qu'il y a une concentration élevée de partie de bobines en face de la partie magnétiquement active du rotor, et ceci améliore les performances du moteur. [0008] This makes it possible to provide a stator with a higher coil fill factor in the active part of the coils (between the heads) and a compact design, in particular with compact heads or coil ends, in order to increase stator performance. The windings or coils are made of a suitable material, such as copper or the like. The stator of the present invention thus has an increased copper volume. The first part and the second part are arranged to be nested together in a general circular or tubular path, so that the fill factor and the compactness are improved and the performance of the stator improved. This also allows for a high coil fill factor in the form of a high part distribution of the coils in front of the rotor and the rotor magnets. That is, there is a high concentration of coil part in front of the magnetically active part of the rotor, and this improves the performance of the motor.
[0009] En d'autres termes, chaque première bobine a deux parties actives (les parties entre les têtes, où le fil (plat) est parallèle à l'axe de rotation), qui sont positionnées à la même distance radiale de l'axe de rotation que les parties actives de la première bobine adjacente, alors que chacune des parties actives de ladite première bobine est agencée entre deux parties actives d'une autre première bobine. Cet agencement est possible lorsque la seconde partie de chaque tête d'une première bobine est au-dessus (ou au-dessous) de la première partie de chaque tête de la première bobine adjacente. [0009] In other words, each first coil has two active parts (the parts between the heads, where the (flat) wire is parallel to the axis of rotation), which are positioned at the same radial distance from the axis of rotation than the active parts of the adjacent first coil, while each of the active parts of said first coil is arranged between two active parts of another first coil. This arrangement is possible when the second part of each head of a first reel is above (or below) the first part of each head of the adjacent first reel.
[0010] La forme générale tubulaire présente un axe de rotation qui est conçu pour être identique à l'axe de rotation du rotor lorsque le moteur est assemblé. Les premières bobines sont placées pour former une première couche ou strate de premières bobines, c'est-à-dire que les bobines forment une rangée sur une trajectoire tubulaire. Plusieurs couches ou rangées peuvent être prévues, en étant agencées de manière concentrique autour de l'axe de rotation. Le fil a une section transversale rectangulaire, c'est-à-dire un fil plat. Les extrémités ou têtes de bobine forment les têtes des bobines, à chaque extrémité axiale de la forme tubulaire. [0010] The generally tubular shape has an axis of rotation which is designed to be identical to the axis of rotation of the rotor when the motor is assembled. The first coils are placed to form a first layer or stratum of first coils, i.e. the coils form a row on a tubular path. Several layers or rows can be provided, being arranged concentrically around the axis of rotation. The wire has a rectangular cross-section, i.e. a flat wire. The ends or coil heads form the heads of the coils, at each axial end of the tubular form.
[0011] De manière avantageuse, chaque extrémité de bobine de chacune des premières bobines a une épaisseur radiale, et dans lequel la première distance radiale diffère de la seconde distance radiale au moins par l'épaisseur radiale. Advantageously, each coil end of each of the first coils has a radial thickness, and wherein the first radial distance differs from the second radial distance at least by the radial thickness.
[0012] De manière avantageuse, dans les têtes de bobine, la section transversale de fil plat est sensiblement parallèle à l'axe de rotation. [0012] Advantageously, in the coil heads, the flat wire cross-section is substantially parallel to the axis of rotation.
[0013] Ceci permet d'avoir un facteur de remplissage élevé, une compacité élevée des bobines et en particulier une compacité élevée des extrémités ou têtes de bobine. [0013] This makes it possible to have a high fill factor, a high compactness of the coils and in particular a high compactness of the ends or heads of the coil.
[0014] De manière avantageuse, la seconde partie de chacune des premières bobines est agencée au-dessus de la première partie de la bobine identique adjacente. Advantageously, the second part of each of the first coils is arranged above the first part of the adjacent identical coil.
[0015] De manière avantageuse, la seconde partie de chacune des premières bobines est agencée au-dessous de la première partie de la bobine identique adjacente. Advantageously, the second part of each of the first coils is arranged below the first part of the adjacent identical coil.
[0016] De manière avantageuse, au moins l'une des secondes parties des premières bobines est agencée au-dessus de la première partie de la bobine adjacente, et dans lequel au moins l'une des secondes parties des premières bobines est agencée au-dessous de la première partie de la bobine adjacente. De manière avantageuse, les premières bobines sont identiques. [0016] Advantageously, at least one of the second parts of the first coils is arranged above the first part of the adjacent coil, and in which at least one of the second parts of the first coils is arranged above below the first part of the adjacent coil. Advantageously, the first coils are identical.
[0017] Ceci permet d'avoir une imbrication ou chevauchement entre des bobines identiques adjacentes dans l'armature, de sorte que le facteur de dépôt, la compacité et les performances sont améliorés. De plus, ceci permet de faciliter la fabrication du stator avec des bobines identiques, et de créer un espace libre pour n'importe quelle autre pièce du moteur dans la zone des extrémités ou des têtes. De manière avantageuse, les premières bobines sont entourées par une seconde rangée de deuxièmes bobines. [0017] This makes it possible to have nesting or overlapping between adjacent identical coils in the armature, so that the deposition factor, the compactness and the performance are improved. In addition, this makes it possible to facilitate the manufacture of the stator with identical coils, and to create free space for any other part of the motor in the area of the ends or the heads. Advantageously, the first coils are surrounded by a second row of second coils.
[0018] De manière avantageuse, les deuxièmes bobines présentent la même forme que les premières bobines, excepté une plus grande distance radiale par rapport à l'axe de rotation. Advantageously, the second coils have the same shape as the first coils, except for a greater radial distance from the axis of rotation.
[0019] Ceci permet d'avoir un facteur de remplissage élevé, une compacité élevée du stator, tout en utilisant différentes rangées de bobines. En particulier, cela permet d'avoir les premières bobines réalisées avec un premier matériau, et les deuxièmes bobines réalisées avec un second matériau, différent ou identique. [0019] This makes it possible to have a high filling factor, a high compactness of the stator, while using different rows of coils. In particular, this makes it possible to have the first coils made with a first material, and the second coils made with a second material, different or identical.
[0020] De manière avantageuse, le moteur présente un rayon d'entrefer et la plus petite parmi la première distance radiale et la seconde distance radiale est supérieure au rayon d'entrefer. Advantageously, the motor has an air gap radius and the smaller of the first radial distance and the second radial distance is greater than the air gap radius.
[0021] De manière avantageuse, le moteur présente un rayon d'entrefer, et la plus grande parmi la première distance radiale et la seconde distance radiale est inférieure au rayon d'entrefer. Advantageously, the motor has an air gap radius, and the greater of the first radial distance and the second radial distance is less than the air gap radius.
[0022] Ceci permet de proposer un stator avec un espace libre pour d'autres pièces du moteur, et une conception améliorée avec un facteur de remplissage élevé, une compacité élevée et ainsi avec des performances élevées. De plus, ceci facilite la fabrication du stator et du rotor, lorsque ladite distance est inférieure au rayon d'entrefer ; alors que cela facilite la fabrication avec un tube de moteur électrique en deux parties du moteur lorsque ladite distance est supérieure au rayon d'entrefer. [0022] This makes it possible to provide a stator with free space for other engine parts, and an improved design with a high fill factor, high compactness and thus with high performance. In addition, this facilitates the manufacture of the stator and of the rotor, when said distance is less than the air gap radius; while this facilitates manufacture with a two-part electric motor tube of the motor when said distance is greater than the air gap radius.
[0023] Un deuxième aspect de la présente invention est un moteur électrique sans fente comprenant un rotor et le stator selon le premier aspect. A second aspect of the present invention is a slotless electric motor comprising a rotor and the stator according to the first aspect.
[0024] Ceci permet de proposer un moteur avec un facteur de remplissage élevé, une compacité élevée et une performance élevée, avec un volume de cuivre amélioré et un rapport de cuivre amélioré. [0024] This makes it possible to provide a motor with a high fill factor, high compactness and high performance, with an improved copper volume and an improved copper ratio.
[0025] Un troisième aspect est un procédé pour assembler un stator selon le premier aspect, dans lequel le procédé comprend au moins : une étape pour imbriquer l'une des premières bobines avec une bobine adjacente des premières bobines.A third aspect is a method for assembling a stator according to the first aspect, wherein the method comprises at least: a step for nesting one of the first coils with an adjacent one of the first coils.
[0026] Ceci permet de faciliter l'assemblage du stator et de proposer un procédé pour assembler un stator avec un facteur de remplissage amélioré, une compacité élevée et des performances élevées. [0026] This makes it possible to facilitate the assembly of the stator and to provide a method for assembling a stator with an improved filling factor, high compactness and high performance.
[0027] Un quatrième aspect est un procédé pour assembler un moteur sans balai selon le deuxième aspect, dans lequel le procédé comprend au moins : une étape pour imbriquer l'une des premières bobines avec une bobine adjacente des premières bobines.A fourth aspect is a method for assembling a brushless motor according to the second aspect, wherein the method comprises at least: a step for nesting one of the first coils with an adjacent one of the first coils.
[0028] Ceci permet de faciliter l'assemblage des pièces du moteur afin d'obtenir un moteur sans balai avec un facteur de remplissage élevé, une compacité élevée, un volume de bobine ou de cuivre élevé, avec des performances améliorées. [0028] This makes it possible to facilitate the assembly of the motor parts in order to obtain a brushless motor with a high fill factor, high compactness, high coil or copper volume, with improved performance.
[0029] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront plus clairement d'après la description détaillée suivante d'exemples non limitatifs particuliers de l'invention, illustrés par les dessins joints, dans lesquels : la figure 1 représente un moteur selon la présente invention, la figure 2 représente l'une d'une pluralité de premières bobines d'un stator selon la présente invention ; la figure 3 représente un autre mode de réalisation de la pluralité de premières bobines du stator selon la présente invention ; la figure 4 représente la première couche de la pluralité de premières bobines formant une armature, selon le premier mode de réalisation.Other characteristics and advantages of the present invention will emerge more clearly from the following detailed description of particular non-limiting examples of the invention, illustrated by the attached drawings, in which: FIG. 1 represents a motor according to the present invention, FIG. 2 represents one of a plurality of first coils of a stator according to the present invention; FIG. 3 represents another embodiment of the plurality of first coils of the stator according to the present invention; FIG. 4 represents the first layer of the plurality of first coils forming an armature, according to the first embodiment.
[0030] La figure 1 représente un moteur selon la présente invention. Figure 1 shows a motor according to the present invention.
[0031] Le moteur 1 comprend un rotor 50 et un stator 10. [0031] Motor 1 comprises a rotor 50 and a stator 10.
[0032] Le rotor 50 comprend une pluralité d'aimants 54 montés sur un élément de support 57, ledit élément de support 57 étant monté sur un arbre 51 et étant composé d'acier. La pluralité d'aimants 54, par exemple quatre aimants 54, forme une surface externe du rotor 50, de sorte que les aimants 54 font directement face au stator 10 du moteur électrique 1, formant un entrefer 70 entre les aimants 54 et le stator 10. On considère que la surface externe est cylindrique dans l'exemple donné. The rotor 50 comprises a plurality of magnets 54 mounted on a support element 57, said support element 57 being mounted on a shaft 51 and being made of steel. The plurality of magnets 54, for example four magnets 54, form an outer surface of the rotor 50, so that the magnets 54 directly face the stator 10 of the electric motor 1, forming an air gap 70 between the magnets 54 and the stator 10 It is considered that the outer surface is cylindrical in the example given.
[0033] Le rotor 50 peut également comprendre un arbre monobloc, c'est-à-dire que la pluralité d'aimants 54 peut être installée sur l'élément de support 57 de la figure 1 ou sur l'arbre monobloc sans élément de support 57. [0033] The rotor 50 can also comprise a one-piece shaft, that is to say that the plurality of magnets 54 can be installed on the support element 57 of FIG. 1 or on the one-piece shaft without a support 57.
[0034] Le rotor 50 comprend en outre deux bagues 53 montées en force sur ledit arbre 51 pour être fixées sur ledit arbre 53 composé d'acier. Les deux bagues 53 sont montées à chaque extrémité longitudinale de l'arbre 51 et au niveau de l'extrémité longitudinale des aimants 54 montés sur l'arbre 51. Chaque bague 53 est composée de métal tel que l'acier, l'acier doux ou le laiton. The rotor 50 further comprises two rings 53 force-fitted on said shaft 51 to be fixed on said shaft 53 made of steel. The two rings 53 are mounted at each longitudinal end of the shaft 51 and at the longitudinal end of the magnets 54 mounted on the shaft 51. Each ring 53 is made of metal such as steel, mild steel or brass.
[0035] Le stator 10 comprend au moins une première couche ou strate d'une pluralité de premières bobines 11, 12, 13 formants une armature 30 ayant une forme générale tubulaire agencée pour recevoir le rotor 50. The stator 10 comprises at least a first layer or stratum of a plurality of first coils 11, 12, 13 forming an armature 30 having a generally tubular shape arranged to receive the rotor 50.
[0036] L'armature 30 comprend au moins une rangée de premières bobines 11, 12, 13. A la fois l'armature 30 et le rotor 50 présentent un axe de rotation X et cet axe X est conçu pour être le même lorsque le rotor 50 est assemblé dans l'armature 30, afin de former le moteur 1. L'armature 30 est également représentée sur la figure 4. The armature 30 comprises at least one row of first coils 11, 12, 13. Both the armature 30 and the rotor 50 have an axis of rotation X and this axis X is designed to be the same when the rotor 50 is assembled in frame 30, in order to form motor 1. Frame 30 is also shown in Figure 4.
[0037] Le stator 10 comprend en outre une pile de tôles 71 montée sur la première pluralité de premières bobines 11, 12, 13 et axialement maintenue par deux bagues en plastique ou en acier. The stator 10 further comprises a stack of laminations 71 mounted on the first plurality of first coils 11, 12, 13 and axially held by two plastic or steel rings.
[0038] Le moteur 1 comprend en outre un tube de moteur électrique 2, entourant la pile de tôles 71. [0038] The motor 1 further comprises an electric motor tube 2, surrounding the stack of sheets 71.
[0039] Le moteur électrique 1 comprend en outre un ensemble de paliers, tels que des paliers à billes 52, composés d'aluminium ou d'acier et montés à chacune de ses extrémités et un ressort 55 agencé pour précharger le palier à billes 52. The electric motor 1 further comprises a set of bearings, such as ball bearings 52, made of aluminum or steel and mounted at each of its ends and a spring 55 arranged to preload the ball bearing 52 .
[0040] Le moteur électrique 1 comprend en outre un ensemble de fils d'encodeur raccordés à un encodeur ou à un encodeur incrémentiel, qui peut être un capteur à effet Hall, par exemple, agencé pour surveiller la vitesse de rotation ou le déplacement rotatif du rotor 50, à l'aide de l'aimant et du support d'aimant monté sur la bague 53 ou directement sur l'arbre 51. [0040] The electric motor 1 further comprises a set of encoder wires connected to an encoder or to an incremental encoder, which can be a Hall effect sensor, for example, arranged to monitor the speed of rotation or the rotary displacement of the rotor 50, using the magnet and the magnet support mounted on the ring 53 or directly on the shaft 51.
[0041] La figure 2 représente l'une d'une pluralité de premières bagues d'un stator selon la présente invention. Figure 2 shows one of a plurality of first rings of a stator according to the present invention.
[0042] La première 11 de la pluralité de premières bobines 11, 12, 13 est représentée sur la figure 2. La désignation numérique de la première 11, deuxième 12 et troisième 13 de la pluralité de premières bobines 11, 12, 13 est réalisée par souci de clarté et est classique. The first 11 of the plurality of first coils 11, 12, 13 is shown in Figure 2. The numerical designation of the first 11, second 12 and third 13 of the plurality of first coils 11, 12, 13 is made for the sake of clarity and is classic.
[0043] La première 11 de la pluralité de premières bobines 11, 12, 13 comprend un fil 11a ayant une section transversale rectangulaire, et présente deux extrémités ou têtes de bobines 11c, 11d, chaque extrémité ou tête de bobines 11c, 11d ayant des premières parties 111, 114 positionnées à une première distance radiale de l'axe de rotation X, et les secondes parties 112, 115 positionnées à une seconde distance radiale de l'axe de rotation X, différente de la première distance radiale. The first 11 of the plurality of first coils 11, 12, 13 comprises a wire 11a having a rectangular cross section, and has two ends or coil heads 11c, 11d, each end or coil head 11c, 11d having first parts 111, 114 positioned at a first radial distance from the axis of rotation X, and the second parts 112, 115 positioned at a second radial distance from the axis of rotation X, different from the first radial distance.
[0044] Les premières parties 111, 114 et les secondes parties 112, 115 sont séparées par les parties étagées 113, 116 respectivement. La première distance radiale est inférieure à la seconde distance radiale. The first parts 111, 114 and the second parts 112, 115 are separated by the stepped parts 113, 116 respectively. The first radial distance is less than the second radial distance.
[0045] Une extrémité de bobine 11d est équipée avec des raccordements de fil électrique 117a pour raccorder la bobine 11 à une alimentation de courant fournissant l'électricité au moteur électrique 1. L'autre extrémité de bobine 11c n'est pas équipée de raccordements de fil 117a. [0045] One end of coil 11d is equipped with electrical wire connections 117a to connect the coil 11 to a power supply supplying electricity to the electric motor 1. The other end of coil 11c is not equipped with connections wire 117a.
[0046] La première bobine 11 comprend deux parties longues 119a, 119b le long de la direction X et incurvées le long d'une direction radiale. The first coil 11 comprises two long parts 119a, 119b along the X direction and curved along a radial direction.
[0047] La première partie longue 119a est du côté des premières parties 111, 114, alors que la seconde partie longue 119b est du côté des secondes parties. The first long part 119a is on the side of the first parts 111, 114, while the second long part 119b is on the side of the second parts.
[0048] En d'autres termes, l'armature 30 a la forme générale tubulaire, et chacune de la pluralité de bobines 11, 12, 13 est une partie de la partie générale tubulaire, et présente ainsi une forme allongée le long de la direction X et une forme incurvée ou arrondie ou circulaire dans la direction radiale. In other words, the armature 30 has the general tubular shape, and each of the plurality of coils 11, 12, 13 is a part of the general tubular part, and thus has an elongated shape along the X direction and a curved or rounded or circular shape in the radial direction.
[0049] La première partie longue 119a est formée à la première distance radiale de l'axe de rotation X qui est la même que les premières parties 111, 114 ; la seconde partie longue 119b est formée à la première distance radiale de l'axe de rotation X qui est la même que les premières parties 111, 114. La seconde partie longue 119b est séparée des secondes parties 112, 115 par des parties étagées 112c, 115d respectivement. The first long part 119a is formed at the first radial distance from the axis of rotation X which is the same as the first parts 111, 114; the second long part 119b is formed at the first radial distance from the axis of rotation X which is the same as the first parts 111, 114. The second long part 119b is separated from the second parts 112, 115 by stepped parts 112c, 115d respectively.
[0050] Les parties longues 119a, 119b sont placées à la même distance radiale afin d'avoir un entrefer 70 constant lorsque le rotor 50 et le stator 10 sont assemblés, et améliorent la performance du moteur 1. The long parts 119a, 119b are placed at the same radial distance in order to have a constant air gap 70 when the rotor 50 and the stator 10 are assembled, and improve the performance of the motor 1.
[0051] Dans un mode de réalisation préféré, chaque extrémité de bobine 11c, 11d de la première bobine 11 présente une épaisseur radiale, et la première distance radiale diffère de la seconde distance radiale au moins par l'épaisseur radiale. In a preferred embodiment, each coil end 11c, 11d of the first coil 11 has a radial thickness, and the first radial distance differs from the second radial distance at least by the radial thickness.
[0052] En d'autres termes, les parties étagées 113, 116, 112c, 115d ont une dimension radiale égale à l'épaisseur radiale de la première bobine 11 et avec les tolérances mécaniques habituelles à prendre en compte. In other words, the stepped parts 113, 116, 112c, 115d have a radial dimension equal to the radial thickness of the first coil 11 and with the usual mechanical tolerances to be taken into account.
[0053] Chacune des premières bobines 11, 12, 13 est formée avec la même conception que la première bobine 11, c'est-à-dire avec un fil ayant une section transversale rectangulaire 11a et présente deux têtes de bobine 11c, 11d avec des premières parties 111, 114 positionnées à une première distance radiale de l'axe de rotation X, et des secondes parties 112, 115 positionnées à une seconde distance radiale de l'axe de rotation X, différente de la première distance radiale. [0053] Each of the first coils 11, 12, 13 is formed with the same design as the first coil 11, that is to say with a wire having a rectangular cross section 11a and has two coil heads 11c, 11d with first parts 111, 114 positioned at a first radial distance from the axis of rotation X, and second parts 112, 115 positioned at a second radial distance from the axis of rotation X, different from the first radial distance.
[0054] Lorsqu'elle est assemblée, la deuxième bobine 12 est imbriquée dans la première bobine 11 dans une direction radiale, au niveau des têtes de bobine 11c, 11d. [0054] When it is assembled, the second coil 12 is nested in the first coil 11 in a radial direction, at the level of the coil heads 11c, 11d.
[0055] En d'autres termes, lorsqu'elles sont assemblées, les premières parties de têtes de bobine de la deuxième bobine 12 sont imbriquées dans les secondes parties 112, 115 des têtes de bobine 11c, 11d de la première bobine 11. Les parties longues de la deuxième bobine 12 relient la seconde partie longue 119b de la première bobine 11, afin d'avoir une répartition importante des parties longues des bobines autour de la première distance radiale, et d'augmenter ainsi le facteur de remplissage de bobine. In other words, when they are assembled, the first parts of the coil heads of the second coil 12 are nested in the second parts 112, 115 of the coil heads 11c, 11d of the first coil 11. long parts of the second coil 12 connect the second long part 119b of the first coil 11, in order to have a large distribution of the long parts of the coils around the first radial distance, and thus to increase the coil filling factor.
[0056] La pluralité de bobines 11, 12, 13 est composée de cuivre ou de n'importe quel autre matériau métallique ou matériau adapté pour conduire l'électricité. The plurality of coils 11, 12, 13 is made of copper or any other metallic material or material suitable for conducting electricity.
[0057] Dans le mode de réalisation des figures 1, 2 et 4, les têtes de bobine 11c, 11d sont positionnées sur un diamètre qui est supérieur au diamètre de l'emplacement de l'entrefer 70, alors que dans le mode de réalisation de la figure 3, les têtes de bobine 21c, 21d sont positionnées sur un diamètre qui est plus petit que le diamètre de l'emplacement de l'entrefer 70. In the embodiment of Figures 1, 2 and 4, the coil heads 11c, 11d are positioned on a diameter which is greater than the diameter of the location of the gap 70, while in the embodiment of figure 3, the coil heads 21c, 21d are positioned on a diameter which is smaller than the diameter of the location of the gap 70.
[0058] La figure 3 représente un autre mode de réalisation de la pluralité de premières bobines du stator selon la présente invention. Figure 3 shows another embodiment of the plurality of first coils of the stator according to the present invention.
[0059] La première 21 de la pluralité de premières bobines 21, 22, 23 est représentée sur la figure 3. La désignation numérique de la première 21, la deuxième 22 et la troisième 23 de la pluralité de premières bobines 21, 22, 23 est réalisée par souci de clarté et est classique. The first 21 of the plurality of first coils 21, 22, 23 is shown in Figure 3. The numerical designation of the first 21, the second 22 and the third 23 of the plurality of first coils 21, 22, 23 is made for the sake of clarity and is classic.
[0060] La première 21 de la pluralité de premières bobines 21, 22, 23 comprend un fil 21a ayant une section transversale rectangulaire, et présente deux têtes de bobines 21c, 21d, chaque tête de bobines 21c, 21d ayant une première partie 211, 214 positionnée à une première distance radiale de l'axe de rotation X, et une seconde partie 212, 215 positionnée à une seconde distance radiale de l'axe de rotation X, différente de la première distance radiale. The first 21 of the plurality of first coils 21, 22, 23 comprises a wire 21a having a rectangular cross section, and has two coil heads 21c, 21d, each coil head 21c, 21d having a first part 211, 214 positioned at a first radial distance from the axis of rotation X, and a second part 212, 215 positioned at a second radial distance from the axis of rotation X, different from the first radial distance.
[0061] Les premières parties 211, 214 et les secondes parties 212, 215 sont séparées par des parties étagées 213, 216. La première distance radiale est inférieure à la seconde distance radiale. The first parts 211, 214 and the second parts 212, 215 are separated by stepped parts 213, 216. The first radial distance is less than the second radial distance.
[0062] Une extrémité de bobine 21d est équipée avec des raccordements de fil électrique pour raccorder la bobine 21 à une alimentation de courant fournissant l'électricité au moteur électrique 1. L'autre extrémité de bobine 21c n'est pas équipée de raccordements de fil. [0062] One end of the coil 21d is equipped with electrical wire connections for connecting the coil 21 to a power supply supplying electricity to the electric motor 1. The other end of the coil 21c is not equipped with wire connections. thread.
[0063] La première bobine 21 comprend deux parties longues 219a, 219b le long de la direction X et incurvées le long d'une direction radiale. The first coil 21 comprises two long parts 219a, 219b along the X direction and curved along a radial direction.
[0064] En d'autres termes, l'armature 30 a la forme générale tubulaire et chacune de la pluralité de bobines 21, 22, 23 est une partie de la partie générale tubulaire et présente ainsi une forme allongée le long de la direction X et une forme incurvée ou arrondie ou circulaire dans la direction radiale. [0064] In other words, the armature 30 has the general tubular shape and each of the plurality of coils 21, 22, 23 is a part of the general tubular part and thus has an elongated shape along the X direction. and a curved or rounded or circular shape in the radial direction.
[0065] La première partie longue 219a est formée à la seconde distance radiale de l'axe de rotation X qui est la même que les secondes parties 212, 215 ; la seconde partie longue 219b est formée à la seconde distance radiale de l'axe de rotation X qui est la même que les secondes parties 212, 215. La première partie longue 219a est séparée de l'extrémité de bobine 211, 214 par des parties étagées 211c, 214d. The first long part 219a is formed at the second radial distance from the axis of rotation X which is the same as the second parts 212, 215; the second long part 219b is formed at the second radial distance from the axis of rotation X which is the same as the second parts 212, 215. The first long part 219a is separated from the coil end 211, 214 by parts steps 211c, 214d.
[0066] Les parties longues 219a, 219b sont placées à la même distance radiale afin d'avoir un entrefer constant 70 lorsque le rotor 50 et le stator 10 sont assemblés, et d'améliorer la performance du moteur. [0066] The long parts 219a, 219b are placed at the same radial distance in order to have a constant air gap 70 when the rotor 50 and the stator 10 are assembled, and to improve the performance of the motor.
[0067] Dans un mode de réalisation préféré, chaque extrémité de bobine 21c, 21d de la première bobine 21 présente une épaisseur radiale, et la première distance radiale diffère de la seconde distance radiale au moins par l'épaisseur radiale. En d'autres termes, les parties étagées 213, 216, 211c, 214d ont une dimension radiale égale à l'épaisseur radiale de la première bobine 11. In a preferred embodiment, each coil end 21c, 21d of the first coil 21 has a radial thickness, and the first radial distance differs from the second radial distance at least by the radial thickness. In other words, the stepped portions 213, 216, 211c, 214d have a radial dimension equal to the radial thickness of the first coil 11.
[0068] Chacune des premières bobines 21, 22, 23 est formée avec la même conception que la première bobine 21, c'est-à-dire avec un fil ayant une section transversale rectangulaire 21a, et présente deux extrémités ou têtes de bobine 21c, 21d avec une première partie 211, 214 positionnée à une première distance radiale de l'axe de rotation X et une seconde partie 212, 215 positionnée à une seconde distance radiale de l'axe de rotation X, différente de la première distance radiale. Lorsqu'elle est assemblée, la deuxième bobine 22 est imbriquée dans la première bobine 21 dans une direction radiale, au niveau des têtes de bobine 21c, 21d. [0068] Each of the first coils 21, 22, 23 is formed with the same design as the first coil 21, that is to say with a wire having a rectangular cross section 21a, and has two ends or coil heads 21c , 21d with a first part 211, 214 positioned at a first radial distance from the axis of rotation X and a second part 212, 215 positioned at a second radial distance from the axis of rotation X, different from the first radial distance. When assembled, the second coil 22 is nested in the first coil 21 in a radial direction, at the coil heads 21c, 21d.
[0069] En d'autres termes, lorsqu'elles sont assemblées, les premières parties des extrémités ou têtes de bobine de la deuxième bobine 22 sont imbriquées dans les secondes parties 212, 215 des extrémités ou têtes de bobine 21c, 21d de la première bobine 21. In other words, when they are assembled, the first parts of the ends or coil heads of the second coil 22 are nested in the second parts 212, 215 of the ends or coil heads 21c, 21d of the first coil 21.
[0070] La partie longue de la deuxième bobine 22 compense la seconde partie longue 219b de la première bobine 21, afin d'avoir une répartition importante des parties longues autour de la première distance radiale, fournissant ainsi un facteur de remplissage élevé. The long part of the second coil 22 compensates for the second long part 219b of the first coil 21, in order to have a large distribution of the long parts around the first radial distance, thus providing a high filling factor.
[0071] La figure 4 représente la première couche de la pluralité de premières bobines formant une armature. FIG. 4 represents the first layer of the plurality of first coils forming an armature.
[0072] Sur la figure 4, les premières bobines 11, 12, 13 du premier mode de réalisation sont assemblées et imbriquées pour former l'armature 30. In Figure 4, the first coils 11, 12, 13 of the first embodiment are assembled and nested to form the armature 30.
[0073] L'armature 30 a une forme générale tubulaire, avec un axe de rotation X. The armature 30 has a generally tubular shape, with an axis of rotation X.
[0074] Sur la figure 4, les raccordements de fil 117a sont omis, alors que la désignation numérique d'une seule extrémité de bobine est représentée par souci de clarté. In Fig. 4, wire connections 117a are omitted, while the numerical designation of a single coil end is shown for clarity.
[0075] La première bobine 11 comprend les têtes de bobine 11d, avec la première partie 114, la seconde partie 115 et la partie longue 119a, 119b. La seconde partie 115 de la première bobine 11 est radialement imbriquée avec la première partie de la bobine 12. The first coil 11 comprises the coil heads 11d, with the first part 114, the second part 115 and the long part 119a, 119b. The second part 115 of the first coil 11 is radially nested with the first part of the coil 12.
[0076] La seconde partie de la deuxième bobine 12 est imbriquée dans la première partie de la troisième bobine 13. Pour terminer l'armature 30 sur 360 degrés, il est nécessaire de placer six bobines 11, 12, 13, avec une telle imbrication. The second part of the second coil 12 is nested in the first part of the third coil 13. To complete the armature 30 over 360 degrees, it is necessary to place six coils 11, 12, 13, with such nesting .
[0077] En d'autres termes, les premières parties d'une bobine „N“ sont agencées au-dessous des secondes parties de la bobine „N-1“ adjacente ; alors que les secondes parties de la bobine „N“ sont agencées au-dessus des premières parties de la bobine „N+1“ adjacente. La désignation numérique „N-1“, „N“ et „N+1“ est considérée comme étant dans le sens des aiguilles d'une montre. Avec une telle imbrication radiale successive, on forme l'armature 30 avec la forme générale tubulaire, et le facteur de remplissage élevé est atteint. [0077] In other words, the first parts of an “N” coil are arranged below the second parts of the adjacent “N-1” coil; while the second parts of the „N“ coil are arranged above the first parts of the adjacent „N+1“ coil. The numerical designation „N-1“, „N“ and „N+1“ is considered to be clockwise. With such successive radial nesting, the reinforcement 30 is formed with the generally tubular shape, and the high fill factor is achieved.
[0078] L'entrefer 70 est formé entre la surface interne des parties longues 119a, 119b de tout l'ensemble de bobines et la surface externe des aimants 54 du rotor 50. The air gap 70 is formed between the internal surface of the long parts 119a, 119b of the entire set of coils and the external surface of the magnets 54 of the rotor 50.
[0079] Il ressort bien entendu clairement que des améliorations et/ou des modifications évidentes pour l'homme du métier peuvent être mises en oeuvre, tout en étant dans la portée de l'invention comme cela est défini par les revendications jointes. [0079] It is of course clearly apparent that improvements and/or modifications obvious to those skilled in the art can be implemented, while still being within the scope of the invention as defined by the appended claims.
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