EP-4315569-B1 - METHOD FOR INSTALLING COIL GROUPS IN AN ELECTRIC MACHINE

Inventors

• COUDERC, Mathieu
• RAMADOUR, François

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20220322

Claims (10)

1. Method for installing coil groups in an electric machine (100), each coil group (104, 204, 304) comprising at least one coil, each coil being composed of a plurality of turns of conductors, characterized in that it comprises, for each coil group (104, 204, 304), the following installation steps (14) applied to each coil group before being applied to the following coil group: - a step (16) of inserting a first coil group into at least two free or partially occupied slots (106) of the electric machine (100), the coil portions arranged outside the slots forming the coil heads, - a definitive shaping step (18) by compacting the heads of the coils of said coil group into a predetermined shape, by a preconfigured apparatus.
2. Installation method as claimed in claim 1, characterized in that the installation steps comprise a step (20) of placing insulation on the compacted coil heads if a coil group (104, 204, 304) is to be subsequently installed and/or if a coil connection to a power supply requires said insulation.
3. Installation method as claimed in any one of claims 1 or 2, characterized in that each coil group (104, 204, 304) is shaped so as to take up a space substantially extended in a different main plane for each coil group, the main planes of the coil groups being substantially parallel.
4. Installation method as claimed in a combination of claims 2 and 3, characterized in that insulation is arranged substantially in a plane parallel to the main planes of the coil groups (104, 204, 304), between two main planes of coil groups (104, 204, 304) which must be insulated with respect to each other.
5. Installation method as claimed in any one of claims 1 to 4, characterized in that the shaping step (18) comprises, for at least one coil group (104, 204, 304), a step (28) of bringing the coil group to temperature.
6. Installation method as claimed in claim 5, characterized in that the step (28) of bringing the coil group to temperature comprises a sub-step of heating the coil group (104, 204, 304) held in compacted shape to a temperature greater than or equal to 100°C for a predetermined duration, a sub-step of cooling the coil group held in compacted shape, and a sub-step of relaxing the compacting of the cooled coil group.
7. Installation method as claimed in any one of claims 1 to 6, characterized in that the shaping step (18) comprises compacting according to at least one component, referred to as axial component, compacting the coil heads in a direction perpendicular to a surface (107) of the electric machine (100) and towards said surface of the electric machine.
8. Installation method as claimed in any one of claims 1 to 7, characterized in that the shaping step (18) comprises compacting according to at least one component, referred to as radial component, compacting the coil heads in a direction perpendicular to a main axis of the electric machine (100) in a compacting direction directed away from said main axis of the electric machine and towards the exterior of the electric machine.
9. Device assisting the installation of the coil group, characterized in that it is configured to perform, after installation of each coil, the step of shaping by compacting of the installation method (10) as claimed in any one of claims 1 to 8, and in that it comprises a compression tool (108) configured to exert a force on the coil heads according to one or more radial components and a shaping tool (110) surrounding the coil heads and configured such that the coil heads bear against an inner surface (112) of the shaping tool when they are compressed by the compression tool (108).
10. Electric machine, comprising slots intended to receive coils, characterized in that it comprises coil groups installed by implementing an installation method (10) as claimed in any one of claims 1 to 8.

Description

Domaine technique de l'invention L'invention concerne un procédé d'installation de groupes de bobine dans une machine électrique. En particulier l'invention concerne un procédé d'installation de groupes de bobine dans un stator ou un rotor d'un moteur et/ou générateur électrique. Arrière-plan technologique Les procédés d'installation de groupes de bobine dans une machine électrique sont des opérations généralement effectuées en grande partie manuellement, en particulier dans un contexte industriel aéronautique ou spatial. Ces opérations consistent notamment à insérer les conducteurs formant les bobines dans des encoches, notamment des encoches de stator ou rotor d'un moteur et/ou générateur électrique. Les conducteurs formant une bobine sont enroulés autour du stator ou du rotor pour former des spires de la bobine. Les encoches définissent des chemins de passage des conducteurs, en permettant de maintenir en position les conducteurs. Lorsque les conducteurs formant une bobine sont insérés dans les encoches prédéterminées, les parties de bobine qui sont agencées hors des encoches sont appelées les têtes de bobine. Ces têtes de bobine dépassent de la machine électrique et sont mises en forme pour réduire leur encombrement. Du fait du croisement de certaines bobines entre-elles, une isolation supplémentaire peut être placée entre chaque bobine en contact ou susceptible d'entrer en contact, afin d'éviter la transmission de courant électrique. Actuellement, une mise en forme des têtes de bobine, souvent manuelle, peut être effectuée lors de l'installation de chaque bobine, et un compactage final est réalisée après insertion de l'ensemble des bobines. Le compactage permet de réduire l'encombrement des têtes de bobine en leur faisant prendre leur forme finale. Le document JP S57 15673 U divulgue un procédé de compactage des têtes de bobine. Les procédés actuels d'installation présentent plusieurs inconvénients. En particulier, l'opération de compactage final a pour inconvénient majeur de dégrader la maitrise de l'isolation entre les bobines de la machine électrique car elle provoque le déplacement des conducteurs les uns par rapport aux autres et le déplacement des isolations entre conducteurs. Ces déplacements ne sont pas maitrisables et sont donc non maitrisés, ce qui ne permet pas de garantir une isolation correcte lorsqu'un compactage important est nécessaire. Or, l'isolation entre les bobines est critique, en particuliers lorsque les bobines forment des phases différentes de la machine électrique, et en particulier dans les moteurs électriques alimentés en modulation en largeur d'impulsion (ou PWM pour Pulse Width Modulation en anglais). Les inventeurs ont donc cherché une solution permettant de garantir une bonne isolation entre les bobines qui doivent être isolées. Par ailleurs, cette opération de compactage final n'est pas compatible avec le développement de la maîtrise de la position des conducteurs au sein des stators de moteurs électriques avec conducteurs en fils souples insérés en vrac. Objectifs de l'invention L'invention vise à fournir un procédé d'installation de groupes de bobine dans une machine électrique permettant de garantir l'isolation et l'encombrement des bobines installées. L'invention vise en particulier à fournir, dans au moins un mode de réalisation, un procédé d'installation permettant de simplifier la mise en place d'isolation entre les têtes de bobine. L'invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation de l'invention, un procédé d'installation permettant la réduction de l'encombrement des têtes de bobine. L'invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation de l'invention, un procédé d'installation dans lequel les conducteurs sont moins soumis à déplacement non-souhaité lors des opérations de compactage. L'invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation de l'invention, un procédé d'installation ayant une meilleure répétabilité. Exposé de l'invention Pour ce faire, l'invention concerne un procédé d'installation de groupes de bobine dans une machine électrique, chaque groupe de bobine comprenant au moins une bobine, chaque bobine étant composé d'une pluralité de spires de conducteurs, caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque groupe de bobine, les étapes suivantes d'installation appliquées à chaque groupe de bobine avant d'être appliquées au groupe de bobine suivant : une étape d'insertion d'un premier groupe de bobine dans au moins deux encoches libres ou partiellement occupées de la machine électrique, les parties de bobine agencées hors des encoches formant les têtes de bobine,une étape de mise en forme définitive par compactage des têtes des bobine dudit groupe de bobine selon une forme prédéterminée, par un outillage préconfiguré. Un procédé d'installation selon l'invention permet donc de maîtriser le positionnement des différentes bobines regroupées en groupes de bobine et de maîtriser l'effort de compactage sur chac