Brevet FR2134484A1 — publié le 19721208

-i- 2134484 La présente invention se rapporte aux machines dynamoélectriques et concerne plus particulièrement des dispositifs de maintien des bobines dans leur noyau. les machines dynamo-électriques relativement grosses exi-5 gent des dispositifs destinés à fixer les bobines dans le stator (et parfois également dans le rotor) afin d'éviter une vibration excessive. Jusqu'à présent, la pratique consistait à utiliser comme éléments de maintien des bobines un remplissage latéral enfoncé entre la bobine et la paroi contiguë de l'en-10 coche, des remplissages d'encoche situés au-dessus de la bobine à l'entrée de l'encoche et, au-dessus de ces remplissages, une cale d'encoche. La cale d'encoche est formée de manière à pouvoir être enfoncée dans des crans formés à l'entrée de l'encoche afin d'empêcher tout déplacement radial de la cale. Des 15 cales de diverses configurations ont été antérieurement utilisées ou décrites. Parmi celles-ci on peut citer les cales à fentes qui assurent l'élasticité nécessaire à leur introduction tout en offrant un degré de fixité supplémentaire par rapport aux surfaces de, la rainure dans laquelle la cale est disposée. 20 Les brevets'2''56$ 27&"et 2 723 358 de la technique antérieure, montrent des cales d'encoches à fentes ou rainures. Afin d'obtenir un verrouillage positif des cales antérieurement utilisées, il était nécessaire de disposer un élément supplémentaire extérieur à l'encoche, contigu à l'extrémité de 25 la cale, élément qui est attaché ou fixé au moyen d'un adhésif à la face du noyau. Bien qu'ils soient efficaces d'une façon générale, ces éléments supplémentaires de verrouillage de cale sont longs à poser et coûteux0 Les remplissages situés entre la cale et la bobine sont 30 également sujets à se déplacer en cours d'usage, si la cale n'est pas bien fixée. Il est également possible qu'il se produise un certain déplacement longitudinal d'un remplissage d'encoche même avec une cale solidement fixée en place. L'invention a ponr objet un dispositif de verrouillage de 35 cale et de remplissage, d'encoche de maintien des bobines dans uns machine dynamo-électrique, ne présentant pas les inconvénients énumérés ci-dessus. L'invention réside dans une machine dynamo-électrique com 72 14624 2134484 prenant un noyau, une encoche dans ce noyau, une bobine disposée dans cette encoche, caractérisée par un dispositif de maintien de la bobine dans l'encoche comportant au moins une cale disposée dans des rainures latérales de l'entrée de l'encoche au-des~ 5 sus de la bobine, une extrémité de la cale étant élastiquement compressible et pourvue de saillies qui la verrouillent dans line position fixe, sans déplacement longitudinale La présente invention offre un dispositif de verrouillage positif des cales et remplissages d'encoche,. Une cale d'encoche, 10 de matière isolante relativement rigide, est rendue élastique et compressible à une de ses extrémités grâce à une ou plusieurs fentes longitudinales s'étendant sur une courte distance, par exemple de l'ordre de 25 ou 50 ma, à partir de eette extrémité,, Cette extrémité est également pourvue de deux saillies dépassant 15 latéralement pour donner à la cale, lorsqu'elle n'est pas comprimée, une dimension supérieure à celle de l'encoche du noyau, La compression de cette extrémité de la cale permet son introduction dans l'encoche, et son enfoncement dans le premier paquet de tôles. Lorsque l'extrémité comprimée de la cale émerge du pce-20 mier paquet, elle se déploie à sa dimension normale, les saillies se verrouillant ainsi dans le premier conduit de ventilation du noyau. Le déplacement des cales dans les deux sens longitudinaux est évité par l'utilisation d'une telle cale de verrouillage à chaque extrémité de l'empilage constitué par les 25 paquets de tôles, de sorte que la tête de la cale de verrouillage est disposéecontre la face extrême d'une cale contiguë située dans un paquet intérieur de l'empilage o Une autre caractéristique réside dans l'usage d'une bande de matière flexible, telle qu'un ruban en fibre de verre, dis-30 posé sur la surface extérieure de la bobine, ses extrémités dépassant de l'encoche. Les remplissages d'encoche qui peuvent être ceux antérieurement construits et utilisés, sont disposés sur la bande flexible, et les cales d'encoche sont disposées sur les parties intérieures des bandes de remplissage. Avant que 35 les cales de verrouillage soient disposées aux extrémités des encoches, la bande flexible est enroulée autour des bandes de remplissage et amenée à la surface supérieure de celles-ci. Une cale de verrouillage est enfoncée sur cette surface, une extré 72 14624 -3- 2134484 mité de la bande flexible s'étendant entre la cale de verrouillage et la cale adjacente0 Cet agencement à chaque extrémité de l'encoche fixe les éléments en place de manière permanente o la cale de verrouillage peut prendre diverses formes parmi lesquel-5 les on peut citer celle décrite ci-dessus pourvue d'une extrémité compressible et de pattes de verrouillage „ L'invention ressortira mieux de la description qui va suivre d'une forme préférée de réalisation donnée à titre d'exemple en référence au dessin annexé, sur lequel : 10 - la figure 1 est une vue partielle de l'intérieur d'un stator de machine dynamo-électrique, selon la présente invention, et - la figure 2 est une coupe transversale suivant la ligne II-II de la figure 1. 15 En référence à la figure 1, l'invention est mise en oeuvre dans une machine dynamo-électrique pourvue d'un noyau de stator 10 composé normalement d'un certain nombre de paquets 12 de tôles et de conduits de ventilation 31 entre les paquets 12 ad-jacentso Des encoches 14-, dont une seule est représentée, s'éten-20 dent longitudinalement dans le noyau 10 pour la mise en place des bobines 16, dont une seule est représentée,. Le noyau 10 a normalement la configuration générale d'un cylindre creux dont une faible partie seulement est représentée sur la figure 1* L'invention est particulièrement applicable à la construction des 25 stators d'appareils relativement gros tels que les turbo-généra-teurs, et trouve une application particulière dans les générateurs à turbine hydraulique disposés verticalement» Les appareils verticaux ont tendance à poser plus fréquemment des problèmes pour le maintien des éléments dans les encoches que les appareils 30 horizontaux. Toutefois, l'invention ne se limite pas à l'application à ces appareils, et peut être appliquée aux stators disposés horizontalement aussi bien que verticalement, ainsi qu'aux enroulements de rotorD Les bobines 16 se composent chacune de conducteurs entourés 35 d'un recouvrement isolant. Des éléments appelés remplissages latéraux (non représentés), sont normalement disposés sur un ou sur les deux côtés des bobines 16 afin de les fixer sans déplacement latéral dans l'encoche 14« La fixation des bobines 16 72 14624 -4- 2134484 dans le sens radial est effectuée au moyen d'un ou de plusieurs remplissages 18 d'encoches disposés sur la bobine, et des cales 20, 21, 22, 23, (dont quatre sont représentées dans le présent exemple) qui sont disposées dans des crans ou rainures 24- for-5 més dans les parois de l'encoche 14- et qui fixent leur position radialeo Selon une forme préférée de réalisation de l'invention, on applique d'abord sur la surface isolée de la bobine 16 une couche 26 de matière isolante flexible telle qu'une bande de ruban 10 en fibre de verre, d'une longueur supérieure à celle de l'encoche. Sur la bande flexible 26 on dispose un ou plusieurs éléments 18 de remplissage d'encoche, relativement plus rigides. Puis on place les cales intérieures 21, 22, en les enfonçant dans les crans 24-<> Les cales intérieures 21, 22, peuvent être formées 15 comme précédemment, nécessitant seulement une configuration qui s'adapte dans l'encoche avec un serrage appréciable, mais un jeu suffisant pour permettre leur introduction. Les cales 21, 22, peuvent donc avoir des dimensions latérales uni formes. Après mise en place d'un nombre suffisant de cales intérieures 21, 22, 20 la bande flexible 26 est enveloppée autour des extrémités des bandes de remplissage 18 et au-delà des extrémités extérieures des cales intérieures 21,22. On introduit ensuite les cales de verrouillage 20 et 23, une de chaque côté de l'empilage 10, en les enfonçant dans l'encoche 14- par dessus le ruban 260 Les 25 cales d'extrémités 20 et 23 peuvent servir de moyen de poussée pour enfoncer les cales intérieures 21 et 22 dans les paquets intérieurs. La figure 1 représente une forme préférée de cales de verrouillage 20 et 23 (qui peuvent être identiques) selon l'in-30 vention» L'extrémité intérieure 28 de chaque cale 20, 23, est construite de manière à être élastique et compressible, par exemple au moyen de fentes 29 partant longitudinalement de cette extrémité. Les extrémités 28 sont également pourvues de saillies latérales 30 de sorte qu'à l'état non comprimé, ces ex-35 trémités 28 ont une dimension supérieure aux dimensions latérales des crans 24-o Toutefois, les fentes 29 assurent une élasts cité suffisante pour permettre la compression des extrémités 28 des cales 20, 23, ainsi que leur adaptation et leur intro 72 14624 -5- 2134484 duction dans l'encoche» lorsqu'elle est enfoncée dans le paquet d'extrémité des tôles du noyau, l'extrémité 28 se déploie et se verrouille, le_bord rainuré portant contre l'extrémité de la cale adjacente 21 ou 22, et les saillies 30 étant maintenues 5 contre la face du paquet d'extrémité du noyau dans le conduit de ventilation 31° Lorsque ces cales de verrouillage sont utilisées aux deux extrémités du noyau 10, elles assurent une fixation permanente de la combinaison de cales, remplissage et bobines par rapport au noyau# 10 Les matériaux utilisés pour les divers éléments peuvent être ceux qui ont été antérieurement utilisés.. Les cales 20, 21, 22 et 23 sont commodément constituées de fibres de verre imprégnée de résine. Les fentes 29 qui assurent l'élasticité peuvent être formées à la scie dans les extrémités 28. Les 15 épaisseurs types des cales sont comprises dans les limites d'environ 3,S à 5 La largeur des fentes 29 est au moins suffisante pour permettre une flexion des parties 30 déployées convenables pour permettre l'introduction de l'extrémité 28 dans les crans 24„ A titre d'exemple, les cales de verrouil-20 lage représentées ont été construites avec trois fentes 29, ayant chacune une largeur d'environ 1,p mm alors que la largeur maximale de la cale à l'extrémité 28 est d'environ 28 mm, et celle de la partie de la cale qui reste dans le conduit 24-et se fixe solidement dans ce conduit, est d'environ 2,4 mm. 25 Les deux fentes 29 extérieures ont une longueur d'environ 38 mm, alors que la longueur cie la fente centrale est d'environ 25 mm. L'agencement selon la présente invention peut être réalisé sans utilisation d'aucun adhésif entre les divers éléments. 30 On peut toutefois faire une application d'adhésif sur l'extrémité déployée de la bande isolante flexible 26 (et/ou sur les faces des éléments de renqplissage et des cales de verrouillage) de manière que, au moment de l'introduction des cales de verrouillage 20 ou 23, la bande flexible 26 soit collée par 35 l'adhésif aux bandes 18 de remplissage ainsi qu'à la cale de verrouillage 20 ou 23. Bien que la forme de réalisation citée à titre d'exemple concerne un noyau 10 comportant un certain nombre de paquets 72 14624 -6- 2134484 de tôles espacés 12, on. remarquera qu'un avantage appréciable peut également être obtenu par l'application de l'invention aux noyaux constitués d'un unique paquet continu de tôles. Par exemple, la cale de verrouillage peut être utilisée comme seule cale d'encoche dans un noyau continu, avec une assurance positive contre le déplacement dans un sens» Des moyens supplémentaires, tels que ceux antérieurement utilisés, peuvent être appliqués pour empêcher le mouvement dans l'autre sens longitudinal, si nécessaire, ou si on le désire « 72 14624 -7- 2134484 REVENDICATIONS 1.- Machine dynamo-électrique comprenant un noyau, une encoche dans ce noyau, une bobine disposée dans cette encoche, caractérisée par un dispositif de m^fbien de la bobine dans 5 l'encoche comprenant au moixis une cale d'encoche disposée dans des rainures latérales formées à proximité de l'entrée de l'encoche, au-dessus de la bobine, une extrémité de la cale étant éiastiquement compressible et présentant des saillies latérales qui la verrouillent dans une position fixe sans aucune possi-10 bilité de mouvement longitudinal. 2.- Machine dynamo-électrique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que cette extrémité éiastiquement compressible de la cale est pourvue au moins d'une fente longitudinale . 15 3»- Machine dynamo-électrique selon les revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que le noyau est constitué d'un certain nombre de paquets espacés de tôles, avec un conduit de ventilation entre les paquets adjacents, les paquets d'extrémités étant chacun pourvus d'une cale d'encoche, les sail-20 lies latérales étant Cixéer entre 1'extrémité d'une cale à fente contiguë d'un paquet intérieur et la face de ce paquet d'extrémité, la cale d'encoche d'un paquet intérieur ayant des dimensions latérales pratiquement uniformes. 4«- Procédé de fixation des bobines à l'intérieur d'un 25 noyau de machine dynamo-électrique, caractérisé par la mise en place d'une bande flexible de matière isolante sur la surface découverte d'une bobine placée dans une encoche du noyau, les extrémités de cette bande dépassant des extrémités de l'encoche; la mise en place d'un ou plusieurs éléments de remplissage 50 d'encoche sur la bande flexible; l'introduction d'une ou plusieurs cales d'encoche dans les rainures formées dans les parois latérales de l'encoche à proximité de son ouverture; l'enroulement des extrémités de la bande flexible sur les extrémités des éléments de remplissage et des cales intérieures, et, 35 pendant que les extrémités le la bande flexible sont dans cette position, l'introduction dans ces rainures et sur la bande flexible de la cale de verrouillage fixée contre tout mouvement longitudinal. 72 14624 2134484 5o- Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'avant l'introduction de la cale de verrouillage, une extrémité de celle-ci pourvue de saillies latérales est comprimée dans sa. dimension latérale pour s'adapter à l'intérieur des rainures de l'encoche et par le fait que l'on continue à enfoncer la cale de verrouillage jusqu'à ce que les saillies latérales aient dépassé un premier paquet de tôles du noyau, et se soient déployées en position de verrouillage 0 6o- Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que, avant l'introduction de la cale de verrouillage, un adhésif est appliqué à l'un ou à plusieurs de ces éléments afin de coller la bande flexible aux éléments de remplissage et à la cale de verrouillage lorsque cette dernière a été mise en place®