Brevet FR2241776A1 — publié le 19750321

La présente invention a pour objet un dispositif capteur de températures pour bobines formées à cnnducteurs profilés, pour enroulements de machines électriques, comprenant un capteur semi-conducteur encastré dans un corps isolant et des conducteurs menant vers ce corps semi-conducteur et réaliséssous forme de cordon très souples et pourvus d'une isolation par .silicium-caoutchouc Le brevet allemand no 1.538.882 décrit un dispositif capteur de températures placé dans les enroulements de machines électriques et constitué par des fils ronds Des enroulements à fils ronds sont utilisés comme enroulements montés fil- à fil pour machines électriques rotatives jusqu'aux tensions nominales d'environ 1000 V.Par contre, l'enroulement pour bobines formées, avec eonducteurSprofilés, également nommé enroulement à bande ou en cerceau, est avantageusement prévu pour enroulement à haute tension à partir d'une tension de fonctionnement de 2kV. Ils peuvent être également employés pour moteurs triphasés de plus grande puissance,pour des tensions de fonctionnement inférieures à 1000 V . Le dispositif capteur de température décrit dans le brevet allemand N0 1.538.882 et placé dans une masse en siliciumcaoutchouc vulcanisable à l'air, et son encastrement dans des enroulements à fils ronds- avec les mêmes masses de caoutchouc ne se prêtent pas à l'application aux enroulements de bobines fermées avec conducteur profilé.Par le brevet allemand NO 1.928.738 est connu un arrangement d'enroulement de bobine formée, avec conducteur profilé dans une isolation à haute tension, comprenant comme élément de transfert un corps en céramique oxydée, en forme d'une plaque relativement mince, de conductibilité thermique élevée et situé entre les conducteurs et le capteur de température. Ce dernier est amené en contact intime avec le corps en céramique oxydée et les espaces creux sont remplis d'un lut ou ciment. L'isolation à haute tension est ensuite disposée autour du corps en céramique oxydée qui repose directement sur le conducteur nu.Pour l'arrangement proe'gé par le brevet allemand nO 1.928738, on prévoit intentionnellement une rupture dans l'isolation à haute tension de la bobine concernée, qui est surveillée thermiquement par le capteur de température. Pour la fixation du capteur thermique sur le corps en céramique oxydée, un revêtement avec une surface isolante , formé d'une feuille en matière plastique, d'un tissu ou d'se bande laquée en laine est nécessaire. Les espaces entre la surface isolante et le capteur de température ainsi que le corps en céramique oxydée sont complétement remplis par une farine de résinequartz. Le corps en céramique oxydée doit etre adapté à la taille ou aux dimensions de la bobine ou des conducteurs respectivement.Lors d'un éventueléchangement ultérieur du capteur de température il est nécessaire d'assurer la position rectangulaire du corps S céramique oxydée par rapport à un renforcement rattaché de façon correspondante. Dans l'alésage de ce renforcement est ensuite introduit le capteur de température. L'invention a pour objectif de rendre indépendantes des dimensions de la bobine et des conducteurs partiels respectivement l'assemblage des capteurs de température dans des enroulements en forme de bobinesformégs à conducteur profilé et d'éviter la rupture de l'isolation à haute tension. La solution de ce problème consiste à faire en sorte que le corps isolant-en silicium-caoutchouc entoure le faisceau de conducteurs de la bobine formée sans laisser un espace creux ou d'air etrewcoive la perle semi-conductrice du capteur de température , qui est non isolée et est située à 1' extérieur du faisceau de conducteur. D'autre part, l'arrangement de capteur de température peut être réalisé de telle sorte que le corps isolant est fabriqué en entourant le faisceau de conducteur de banat en siliciumcaoutchouc poumut etre vulcanisé à chaud et en assurant écartement entre la perle semi-conductrice non isolée du capteur de température et le faisceau des conduteurs par l'interposition d'une bande en silicium-caoutchouc vulcanisable à chaud.D'autre part , l'avantage de l'invention par rapport au brevet allemand nO 1.928.7g8 réside dans le fait qu'une isolation particulière du capteur de température et de l'arrangement du capteur de température en combinaison avec le corps en céramique oxydée n'est pas nécessaire. Dans de tels arrangements selon l'invention l'insertion sans espaces creux et d'arc du capteur de température à la place du faisceau de-conducteur de la bobine à sur veiller est atteint en utilisant des élastomères coulables et vulcanisables à froid ou vulcnnisable à chaud et à déposer sous forme de bande, à base de silicium organique (silieium-caoutchouc) . Les masses isolantes ou de remplissage de silicium-caoutchouc , vulcanisables à froid aussi bien que le silicium-caoutchouc vulcanisable à chaud peuvent être remplies avec des matières de remplissage de conductibilité thermique élevées si bien que les déformations thermiques entre le conducteur et le capteur de température restent irs des limites étroites.En outre, il n'est pas nécessaire d'isoler additionnellement la perle semi-conductricedu capteur de températuretcomme cela est le cas pour les capteurs de température semi-conducteurs commercalisés ou selon le brevet allemand nO 1.538.882. l'écartement entre le capteur de température et le conducteur adjacent peut ôtre prévu dans l'arrangement selon l'invention en fonction des contraintes de tension et ne dépend donc pas de la forme et des dimensions du corps de transfert(corps en céramique oxydé selon le brevet allemand n0 1.928.738). Lorsqu'non utilise des masses silicium-caoutchouc vulcanisable5 à froid et coulables ou susceptiblesd'êtm déposées par étalement on prévoit des agents de réticulation par condensation . La réticuition par condensation provoque une contraction de volume définie du corps récepteur disposée autour du faisceau de conducteur si bien que toute formation de cavité creuse ou remplie d'air soit évitée. Lors de l'emploi de silicium-caoutchouc vulcanisable à chaud, des masses prêtes à l'utilisation et contenant déjà des agents de réticulation et des matières de remplissage approp ssont bobinées sous forme de bandez minces sur le faisceau de conducteur , l'insertion du capteur de température étant effectué après la première couche roulée sur le faisceau de conducteur. Pour la réticulation un apport de chaleur pendantine durée prédéterminée en fonction du type de silicium - caoutchouc utilisé est nécessaire.Pour obtenir un enrobage uniforme et son creux du faisceau de conducteuni des bandes formées par de feuilles de séparation, par exemple des feuilles à base de polyéthylène-téréphtalate ou tétra fluor-éthylènetou des combinaisons correspondantes sont roulées autour du corps isolant en silicium - caoutchouc vulcanisable à chaud. Par un pré-traitement de ces bandes de feuilles avec des couches électriquement conductrices, la températre nécessaire pour la réticulation peut être produite par ces bandes elles-- mêmes en assurant un apport d'une puissance électrique appropriée. les cordons de contact du capteur de température sont isolés par- du silicium caoutchouc. Cette enveloppe se combine lors de la réticulation du silicium - caoutchouc vulcanisable à froid ou à chaud celui-ci môme. A cet effet il faut assurer 1' ajustement correspondante de la composition de l'isolation des cordons de contact et de l'isolation de l'enveloppe du capteur de température. A cet effet on fait glisser sur les cordons-de contact du capteur de température un tuyau creux en laine de ve, les- creux entre les cordons et l'alésage interne du tuyau étant remplis additionnellement et en évitant toute formation de creux ,avec une masse coulable de siliciumcaoutchouc vulcansable à froid.Ainsi on augmente la rigidité diélectrique -des conducteurs de contact des capteurs semiconducteurs par rapport à la bobine ou à l'enroulement de façon correspondante. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques , détails et avantages de celle-oi apparaîtront mieux au cours de la description explicative qui va suivre en se reportant aux dessins schématiques annexés donnésunique- ment à titre d'exemple de l'objet de l'invention et dans lesquels - la figure 1 illustre l'objet de 'invention - les figures 2 et 7 sont des vues en coupe selon la ligne A-A de la figure 1 et montrent deux modes de réalisation On utilisantungabarit en forme de U en bois, matière plastique ou métal léger , on réalise par coulage à une partie rectiligne de la bobine formee 2 d'un corps isolant 3 autour du faisceau deoonducteur 4. Ge corps 7 possède à un côté un renforcement ou renflement 5 dans lequel est logé le apteur de température 6.La perle semi-conductrice 7 de ee capteur de température 6 est fixée au faisceau de conducteur 4 sans isolation sWplémentaire et avant l'enrobage par coulage du faisceau de conducteur 4 en utilisant une masse 9 de sili cium-caoutchouci vulcanisable chaud et susceptible d'entre déposée par étalement en respectant l'écartement 8. les cordons isolés par une masse silicium - caoutchouc 10 du capteur de température 6 se combine à la masse de silicium caoutchouc pouvant être déposée par étalement 9 et à la masse de silicium- caoutchouc coulable du corps isolant 3. -En môme temps 3 avant le coulage du corps isolant 3 , on fait glisser sur les cordons de contact 10 un tuyau creux en laine ou soie de vert 11. Pour combler l'espace vide entre les cordons 10 et le tyau creux en laine de verre 11 est introduite ou injectée une masse de silicium-caoutchooecoulable et vulcanisable à froid. Les différentes masses de silicium-caoutchouc des cordons de contact du corps isolant 3 et du capteur de température encastré ou immergé se réunissetlors du processus de réticulation et forme me masse et ainsi une isolation homogène.La forme extérieure 1-3 du corps isolant 3 peut, par formation appropriée des parties de gabarit de la forme être formée de telle sorte qu'une transition sans discontinuité soit assurée et un saut de la force de champs nuisible à la durée de vie de a bob" ecii d' enroulement soit évité. On peut en outre adapter la-cons-tante diélectrique à l'isolation à haute t ension de la bobine par choix de la matière retissage appropriée, lorsqu'on utilise des masses de silicium. caoutchouc vulcanisables à froidspar le corps isolant 3. lorsqu'on utilise du silicium - caoutchouc vulcani sableà chaud, le corps isolant 3 est réalisé par l'enveloppement avec des bandes encaoutchouc 14. le maintien de l'écartement de la perle semi-conductrice 7 du faisceau de conducteur 4 est assuré par une bande de silicium-caoutchouc vulcanisable à chaud 15. Pour obtenir la réticulation et la mise en forme voulue du corps isolant 3 formé par des bandes en silicium - caoutchouc vulcanisable à chaud 14 on réalise une enveloppe 16 avec une feuille de séparation appropriée. Cette dernière peut être pourvue d'une couche conductrice 17 rendant possible la réticulation à chaud du silicium-caoutchouc sous-jacent 14 en raison de l'échauffement par résistance obtenue par apport de l'énergie électrique. 1a feuille~de séparation est éliminée après que la réticulation du corps isolant 3 soit survenue. Bien entendu l'invention n'est donnée qu'à titre d'exemple , en particulier, elle comprend tus les moyens constouant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuze dans le cadre des reven dicatinns qui suivent. R E V E N D I C A T I O N S. S. 1. Arrangement de capteur de température pour bobines formées à conducteur profilé pour enroulements de machines électriques , comprenant un capteur semi-conducteur encastré ou immergé dans un corps isolant et des conducteurs menant au capteur semi-conducteur et formée par des cordons très souples pourvus d'une isolation de silicium - caoutchouc, caractérisé en ce que le corps isolant en silicium-caoutchouc enferme le faisceau de conducteur de la bobine formée sans formation d'espace creux ou d'air et reçoit la perle semi-conductrice non isolée du capteur de température et située à l'extérieur du faisceau de conducteur. 2. Arrangement selon la revendication 1 caractérisé en ce que le corps isolant est réalisé en une masse de silicium-caoutchouc vulcanisable à froid et comprenant un agent de réticulation par condensation, et que 1 'écartement entre la perle semi-conductrice non isolée et le faisceau de conducteur est assuré par une couche isolante d'une masse de silicium - caoutchouc susceptible d'être déposée par étalement et vulcanisable à froid. 3. Arrangement selon la revendication 1 caractérisé en ce que le corps isolant est réalisé par enroulement du faisceau conducteur avec des bandes en silicium-caoutchouc vulcanisables à chaud, et que l'écartement entre la perle semi-conductrice non isolée du capteur de température et le faisceau de conducteur est assuré par une bande interposée de silicium-caoutchouc vulcanisable à chaud. 4. Arrangement selon la revendication 7, caractérisé en ce que le corps isolant formé par des bandes de siliciumcaoutchouc vulcanisable à chaud est réticulé par l'enrobant avec une feuille de séparation électriquement conductrice et à base de polyéthylène - téréphtalate , plytétrafluoréthy- lène ou fluorure de polyvinyle en assurant un apport de chaleur produite par échauffement par résistance électrique. 5. Arrangement selon l'une des revendications 2,3,ou4, caractérisé en ce qu'un tuyau creux de soie ou de laine de verre rendu préalablement rigide est glissé sur les cordons du capteur de température , l'espace creux entre les cordons et le tuyau creux de laine de verre est rempli ou comblé par injection supplémentaire et sans formation de cavités,avec une masse de silicium-caoutchouc vulcanisableà froid ou à chaud.