Brevet FR2341978A1 — publié le 19770916

La présente invention concerne une machine électrique tournante à collecteur, dans laquelle les enroulements sont reliés électriquement aux lames du collecteur par des bandes conductrices, appelées en abrégé radiales, et dans laquelle la zone de liaison entre les enroulements et les radiales et entre cette zone et la plaque-de serrage des tôles du circuit magnétique de l'induit contient une matière isolante de remplissage. Les grands moteurs électriques à collecteur, notamment les moteurs à courant continu, comportent, pour relier les lames du collecteur aux enroulements principal et équipotentiel, des bandes de cuivre, appelées radiales, refroidies par le fluide de ventilation qui est généralement de l'air. Ce dernier q est porteur de poussières dont la plupart proviennent de l'usure des balais frottant sur le collecteur. Ces poussières sont conductrices et s'accumulent, au niveau de la liaison enroulements-radiales, soit entre les radiales, soit derrière celles-ci.Lorsque leur quantité est suffisante pour que-la résistance entre deux points soumis a des potentiels différents soit faible, il se produit entre ces deux points un passage de courant suffisant pour provoquer, soit un court-circuit entre radiales ou entre conducteurs de l'enroulement, soit une baisse d'isolement entre les radiales ou l'enroulement et les parties métalliques les plus proches. Pour éviter ces inconvénients, on introduit entre les radiales et derrière celles-ci un mastic posé a la spatule. Cette opération longue et coûteuse est de surcroît difficile à exécuter parce que l'intervalle entre radiales est faible et ne permet pas, dans la majoritédes cas, a l'opérateur de contrôler la qualité de son travail. I1 en résulte souvent des imperfections de surface du mastic, voire des zones sans mastic qui constituent des cavités dans lesquelles s'accumulent les poussières conductrices. On fait donc, à grands frais, un travail de qualité médiocre. En outre, même dans les rares cas ou l'exécution est correcte, les poussières s'accumulent malgré tout entre les radiales sur la surface du mastic et la distance entre radiales étant faible, des courts-circuits sont à redouter. La présente invention a donc polir but de fournir une protection plus efficace contre les poussières de la zone de liaison des radiales aux enroulements dans les machines électriques tournantes à collecteur. A cet effet, la machine électrique tournante à collecteur selon la présente invention est caractérisée en ce que la matière de remplissage est une matière coulable et en ce que les têtes de bobine des enroulements et les parties extérieures des radiales qui sont reliées aux têtes de bobines sont complètement noyées dans ladite matière. La présente invention a également pour but de fournir un procédé pour réaliser une telle machine électrique tournante à collecteur, dont la zone de liaison des radiales aux enroulements est protégée contre les poussières. A cet effet, le procédé selon la présente invention est caractérisé en ce qu'il consiste à placer un récipient annulaire en contact étanche avec les têtes de bobines, autour de celles-ci et de la partie extérieure des radiales, à faire tourner la machine et le récipient à une vitesse suffisante pour que l'accélération centrifuge dans ladite zone de liaison soit supérieure à l'accélération de la pesenteur, à couler la matière de remplissage pendant que la machine tourne et à laisser durcir cette matière tout en laissant tourner la machine. Grâce à un tel procédé, il est possible d'obtenir, de manière simple et à peu de frais, une protection efficace de ladite zone de liaison contre les poussières. On donnera maintenant une description détaillée de la présente invention en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels La figure 1 est une vue partielle, en demie-coupe axiale, montrant la liaison enroulements-coBecteurs par des radiales, la coupe passant entre deux radiales consécutives. La figure 2 est une vue partielle en élévation montrant comment la présente invention peut être mise en oeuvre. Sur la figure 1, on a représenté une partie de l'arbre 1 de la machine, une partie deS tôleS 2 du circuit magnétique de l'induit de la machine, la plaque 3 de serrage des tôles, une lame 4 du collecteur 5, une partie des enroulements principaux 6 et desliaisonséquipotentielles7, et une bande de cuivre 8 formant l'une des radiales qui relient électriquement les enrou lements 6 et les liais;s équipotentielles 7 aux lames 4 du collecteur 5. Suivant la présente invention, avant de relier les radiales 8 aux enroulements 6 et aux liaisons équipotentielles 7, on enfile sur chacune d'elles ou sur une radiale sur deux, une gaine ou manchon isolant thermorétractable 9. Les manchons 9 sont maintenus près des lames 4 du collecteur 5 pendant qu'on relie les radiales 8 aux enroulements 6 et aux liaisons équipotentielles 7 par soudage ou brasage, afin que ces manchons ne se rétractent pas prématurément. Après soudage ou brasage des radiales, on met les manchons thermorétractables 9 à leur place dé fini- tive montrée sur la figure 1, puis, on les chauffe pour les faire se rétracter et obtenir un assemblage serré entre eux et les radiales 8. On dispose ensuite un récipient annulaire 10 en contact étanche avec les têtes des bobines des enroulements 6, autour de celles-ci et de la partie extérieure des radiales 8. Comme montré sur la figure 1, le-récipient 10 peut avoir une section transversale en gros en forme de L. Ce récipient 10 peut être d'une seule pièce ou en plusieurs parties assemblées entre elles. En outre, le récipient 10 comporte un dispositif de trop-plein 11. Une fois que le récipient 10 a été placé autour des enroulements 6 comme montré sur les figures 1 et 2, on fait tourner alors le rotor de la machine avec le récipient 10 à une vitesse suffisante pour que l'accélération centrifuge dans la zone de liaison entre les radiales 8 et les enroulements 6 etlesliaison;équipotentielles7 soit supérieure à l'accélérationdueà la pesenteur. Pendant que le rotor et le récipient 10 tournent ensemble, on fait couler, dans le récipient 10 une matière de remplissage 12 (figure 1), par l'intermédiaire d'un tube 13 et d'une trémie 14 disposés comme le montre la figure 2. La matière coulable de remplissage, qui peut être éventuellement chargée, de préférence d'une charge minérale non conductrice telle que, par exemple de l'amiante, de la silice, du mica, doit être formulée pour que son durcissement ait lieu pendant la rotation. Des résines polyester, polyuréthane ou époxyde peuvent être employées à titre de matière de remplissage. Cependant, ces matières donnent souvent lieu à des fissurations par suite des contraintes auxquelles elles sont soumises en service. Aussi, est-il préférable de couler un élastomère de silicone à titre de matière de remplissage.Comme l'adhérence de cette dernière matière n'est en général pas satisfaisante si les surfaces avec lesquelles elle doit être en contact ne sont pas revêtues d'un revêtement primaire d'accrochage, on procédera de préférence à une telle opération de revêtement primaire avant la mise en place du récipient 10 et après la pose des manchons isolants 9. Cette opération de revêtement avec une matière primaire d'accrochage peut être par exemple effectuée au moyen d'uiptstolet' de pulvérisation. Pour accélérer, et éventuellement permettre le durcissement, et faciliter le bon remplissage des petites cavités, on peut chauffer le rotor pendant l'opération de coulée ou encore le préchauffer avant cette opération de coulée si sa masse est suffisante pour qu'il ne se refroidisse pas trop pendant le durcissement. La coulée de la matière de remplissage est poursuivie jusqu'à ce que cette matière apparaisse ou déborde par les tubes de trop-plein 11. A ce moment, on arrête la coulée, mais le rotor et le récipient 10 sont maintenus en rotation jusqu'à ce que la matière de remplissage soit solidifiée, après quoi on arrête le rotor et on retire le récipient 10. On obtient ainsi un remplissage sans défaut, aussi bien entre les radiales 8 que derrière celles-ci. En outre, la ligne de fuite entre deux radiales 8 consécutives au droit de la matière de remplissage 12 est accrue de façon importante par la présence des manchons isolants thermo-rétractables 9, dont une partie est noyée dans la matière de remplissage 12 et dont la partie restante émerge en direction de l'axe 1 de la machine sur une distance prédéterminée. La longueur prédéterminée des manchons isolants 9 peut être choisie en fonction du degré présumé de pollution et du refroidissement attendu par les radiales 8. I1 est bien entendu que le mode de réalisation de l'invention qui a été décrit ci-dessus a été donné à titre d'exemple purement indicatif et nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent être apportées sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. C'est ainsi notamment qu'à la place des manchons isolants thermorétractables 9, on pourrait utiliser tout autre revêtement isolant, par exemple un guipage au moyen d'un ruban isolant ou un revêtement dé vernis isolant appliqué au moyen d'un pinceau. REVENDICATIONS 1.- Machine électrique tournante a collecteur dans laquelle les enroulements sont reliés électriquement aux lames du collecteur par des bandes conductrices, appelées en abrégé radiales, et dans laquelle la zone de liaison entre les enroulements et les radiales et entre cette zone et la plaque de serrage des tôles du circuit magnétique de l'induit contient une matière isolante de remplissage, caractérisée en ce que la matière de remplissage est une matière coulable et en ce que les têtes des bobines des enroulements et les parties extérieures des radiales qui sont reliées aux têtes de la bobine sont complètement noyées dans ladite matière de remplissage. 2.- Machine électrique tournante selon la revendication 1, dans laquelle il est prévu des liaisons équipotentielles également reliées électriquement aux radiales, caractérisée en ce que la matière de remplissage enrobe aussi complètement lesdites liaisons équipotentielles. 3.- Machine électrique tournante selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'un revêtement isolant est placé sur une partie de chaque radiale ou une radiale sur deux dans une position telle qu'il soit en partie noyé dans la matière de remplissage et qu'il en émerge en direction de l'axe de la machine sur une distance prédéterminée. 4.- Machine électrique tournante selon la revendication 3, caractérisée en ce que le revêtement isolant est un manchon en une matière thermorétractable. 5.- Machine électrique tournante selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la matière de remplissage est un élastomère de silicone. 6.- Procédé de fabrication d'une machine électrique tournante selon la revendication 1, consistant à mettre une matière isolante de remplissage dans la zone de liaison entre les enroulements et les radiales et entre cette zone et la plaque de serrage des tôles du circuit magnétique de l'induit, caractérisé en ce qu'il consiste à placer un récipient annulaire en contact étanche avec les têtes de bobines, autour de celles-ci et de la partie extérieur des radiales, à faire tourner la machine et le récipient à une vitesse suffisante pour que l'accélération centrifuge dans ladite zone de liaison soit supérieure à l'accélération de la pesanteur, à couler la matière de remplissage pendant que la machine tourne et à laisser durcir cette matière tout en laissant tourner la machine. 7.- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que, avant mise en place du récipient, on pose un revêtement isolant sur une partie des radiales ou d'une radiale sur deux, à proximité des liaisons entre enroulements et radiales. 8.- Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le récipient comporte un dispositif de trop-plein, et en ce qu'on effectue la coulée jusau'à débordement de la matière de remplissage par le trop-plein. 9.- Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que, avant la mise en place du récipient et après la pose du revêtement isolant, on dépose un revêtement primaire d'accrochage sur les surfaces destinées à être en contact avec la matière de remplissage. 10.- Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'on utilise, à titre de matière de remplissage, un élastomère de silicone.