Brevet FR2479597A1 — publié le 19811002

1.- 2479597 L'invention concerne un enroulement de courant alternatif triphasé pour moteur linéaire comprenant un rotor ou induit et un inducteur allongé, avec des rainures pour les enroulements, les phases d'enroulement individuelles étant constituées avec des câbles électriques, lesquels, avant d'être introduits dans les rainures de l'inducteur, sont formés au cours de la préfabrication, et sont reliés entre eux de façon mécaniquement ferme, en un enroulement cohérent en une seule pièce, dans lequel les phases d'enroulement présentent un écartement fixe correspondant à l'écartement des rainures, dans les zones parallèles déterminées pour les rainures. Les moteurs linéaires sont connus depuis longtemps pour des entrainements électriques de divers types. Il y a ici aussi bien des moteurs à courant continu, que des moteurs à courant alternatif, synchrones ou asynchrones. Dans les moteurs linéaires, non seulement le stator mais aussi le rotor sont, contrairement aux moteurs traditionnels, disposés non pas de façon circulaire mais linéaire. L'énergie électrique est transformée ici en énergie méca*ique de telle sorte qu'elle soit directement utilisable pour un mouvement de translation, Les domaines d'application des moteurs linéaires sont par exemple le transport de voyageurs, le transport de bagages, l'exploitation des mines, les grues, les dispositifs de remorquage, le tractage des machines, l'actionnement des vannes. Le moteur linéaire peut avoir en principe un bobinage dtexcita- tion disposé dans les rainures de l'inducteur, qui peut 8tre triphasé dans le cas de courant alternatif. Le rotor est alors constitué soit d'un rail en matériau bon conducteur électrique, comme le cuivre ou l'aluminium (moteur asynchrone) soit en matériau magnétique permanent (moteur synchrone). On connait également des moteurs linéaires, dont le bobinage est disposé sur le roter. Lorsqu'un moteur linéaire de ce type est utilisé par exemple pour actionner un chemin de fer suspendu magnétique pour trains express,alors la longueur du stator et donc aussi du bobinage est très élevée. Comme un moteur linéaire de ce type est actionné alors par haute tension, les câbles mis en oeuvre doivent être garnis de couches conductrices intérieure et extérieure, et comporter une protection. La protection ou écran de cibles à moyenne tension de ce type est nécessaire 2.- 2479597 pour la conduite en sécurité des courants de charge capacitifs, la perception du contact à la terre, la possibilité de locali- sation de défaut, et comme protection contre les détériorations de l'isolation. De plus, elle devra protéger les êtres vivants des dangers de la haute tension. L'écran remplit ses fonctions d'autant mieux, en particulier sa fonction de protection, que son potentiel est proche de celui de la terre. Dans le cas idéal, tout l'écran est au potentiel de la terre sur toute sa longueur. Lorsqu'on utilise un cible à moyenne tension de ce type dans le stator très long d'un poteur linéaire, une tension longitudinale Levée est induite inévitablement dans l'écran, cette tension pouvant se monter par exemple pour une longueur de stator de 100 m, à plus de 1 kV. Pour que de telles tensions élevées ne puissent pas se produire, l'écran doit être divisé en sections, très courtes, et chaque section doit Otre reliée à la terre individuellement, ce qui est très minutieux et cher, et augmente fortement le risque de défaut dans le câble. Avec les c4bles à moyenne tension blindée connus, il peut se produire de petites tensions sur l'écran même à travers la mise à la terre, aux deux extrémités d'une section de presque n'importe quelle longueur, ou par liaison de lfécran à diffé- rentes phases du bobinage, à des distances pratiquement quel- conques. Il se produit alors des courants de blindage élevés, qui causent de grandes pertes d'énergie et qui peuvent agir comme frein à courant parasite. Il existe également des disposi- tifs (des installations d'essais) dans lesquels le blindage est mis à la terre à de grandes distances, séparément. Mais il doit être alors soigneusement isolé et ne peut plus remplir sa fonction de protection. Un enroulement préfabriqué comme il est décrit en introduction peut être constitué par exemple selon DE-AS 27 21 905. Sur la conception précise du câble mis en oeuvre et la possibilité d'éviter les tensions et courants dangereux, il n'est rien dit dans ce document. L'invention a pour objectif de proposer un enroulement préfabriqué pour moteur linéaire, qui empêche l'établissement de tensions et de courants élevés, de sorte que d'une part, des pertes élevées ne puissent se produire, d'autre part, un danger pour les êtres vivants soit exclu. 3.- Cet objectif est atteint selon l'invention par un enroulement du type mentionné, caractérisé en ce que les câbles présentent une gaine extérieure, en-matériau isolant rendu conducteur électrique et, au moins sur un c8té de l'induc- teur, au voisinage de la tête de bobine, est disposé un fil bon conducteur électrique, sur toute la longueur de l'inducteur, en bon contact avec les phases de l'enroulement, et pouvant être raccordé à la terre. Pour un enroulement de ce type, on peut utiliser des câbles à moyenne tension usuels de conception très simple, car une protection particulière en fils de cuivre n'est pas nécessaire, mais à la place de la gaine de protection habituelle on utilise une gaine rendue conductrice. Pendant la fabrication de l'enroulement, les trois phases d'enroulement constitu6es par exemple de cibles à moyenne tension, sont fixées les unes sous les autres, le fil disposé au voisinage de la tête de bobinage et constitué de matériau bon conducteur élec- trique, pouvant y ftre attaché sans problème. Lorsque les cibles sont fixés les uns sous les autres par des crampons par exemple, alors ces crampons peuvent également servir à serrer le fil sur la gaine du cible. La gaine du cible représente ainsi en même temps son blindage, qui présente une conductivité électri- que relativement faible. Par la combinaison d'une gaine de ce type avec le fil raccordé au potentiel de la terre, il se forme un écran qui assure une bonne évacuation des courants capacitifs et assure également que les courants formés par des tensions induites ne demeurent pas. L'enroulement présente ainsi globale- ment une perte plus faible, et l'influence de champ est négli- grable. Comme en plus il ne peut se produire des tensions élevées, le danger pour les Utres vivants est exclu. L'invention sera mieux comprise à l'aide d'un exemple de réalisation représenté sur les figures. - la figure 1 représente schématiquement une coupe dû stator d'un moteur linéaire, - la figure 2 représente une unité de la figure 1 agrandie, -la figure 3 représente une section à travers un câble utilisé pour l'enroulement du moteur linéaire. 4._ Les références 1, 2 et 3 désignent trois câbles électriques, assemblés en un enroulement-cohérbnt pour le stator d'un moteur linéaire. L'inducteur 4 du stator, consti- tué de tôle stratifiée, est représenté schématiquement sur la figure 1. Au voisinage de la tête de bobinage saillant de l'inducteur, sont disposés les fils 5 et 6 qui s'étendent sur toute la longueur du stator et qui sont constitués d'un matériau bon conducteur électrique, comme par exemple le cuivre. Comme on peut voir sur l'agrandissement figure 2, les câbles peuvent ôtre fixés les uns sous les autres, au voisinage de la tête de bobinage, avec des crampons 7. Ces crampons peuvent servir simultanément à serrer les fils 5 et 6 sur la gaine de câble, et d'établir ainsi le contact nécessaire. Les fils 5 et 6 peuvent, comme représenté sur les figures, ôtre -supportés séparément par la tête de bobinage, et y être fixés. Il est cependant possible ausL de faire passer les fils entre les câbles, à leur point de croisement. Pour l'enroulement selon l'invention, il n'est en principe nécessaire que de disposer un fil bon conducteur électrique 5 ou 6 sur un côté de l'inducteur 4. Mais comme ce fil peut servir de maintien supplémentaire du câble dans l'enroulement complet fini, on disposera de préférence un fil de ce type des deux côtés de l'inducteur 4. Le fil bon conducteur électrique peut être raccordé à la terre en n'importe quel point et un nombre de fois quelconque. De préférence, ce raccordement à la terre s'effectuera à chaque extrémité d'une section d'alimentation de l'enroulement. Un câble électrique, qui peut être utilisé pour l'enroulement selon l'invention, a une structure comme par exemple le suggère la figure 3. Sur un conducteur 8 on dispose une couche conductrice intérieure 9 pour lisser le conducteur. Sur cette couche intérieure conductrice 9 se trouve l'isolant 10, qui est entouré d'une couche conductrice extérieure 11. La couche conductrice extérieure présente par exemple une résistance de 400fL/m. Sur la couche conductrice extérieure repose la gaine extérieure 12 en un matériau isolant rendu conducteur. Le conducteur 8 peut être constitué de cuivre ou d'aluminium. Il peut s'agir d'un conducteur massif, 5. d'un câble secteur ou d'un câble conducteur en torons. L'impor- tant, c'est que le câble se laisse facilement former en fil de bobinage, et garde ensuite sa forme. L'isolation 10 peut être constituée par exemple de caoutchouc éthylène-propylène. Pour la gaine, on peut prendre comme matériau par exemple du chlorure de polyvinyl ou du polyuréthane, qui peuvent être rendus conduc- teurs par adjonction de noir de fumée, de graphite ou de poudre métallique. La gaine devra présenter une résistance de 100JL/m environ. Comme les câbles doivent Utre disposés danseles rainures à arêtes coupantes de l'inducteur 4, et sont sans protection particulière au voisinage de la tête de bobinage, on peut disposer encore, par dessus la gaine extérieure 12, une protection constituée de matériau isolant solide. Cette protec- tion peut etre constituée par exemple de bandes, que l'on enroule autour du câble en laissant des vides, pour permettre à la gaine 12 d'être en contact avec les fils 5 et 6. La protection peut 8tre cependant aussi incorporée à la matière de la gaine 12. 6.- 2479597 REVENDICATIONS 1.- Enroulement de courant alternatif tri- phasé pour moteur linéaire comprenant un rotor ou induit et un inducteur allongé, avec des rainures pour les enroulements, les phases d'enroulement individuelles étant constituées avec des câbles électriques, lesquels, avant d'ttre introduits dans les rainures de l'inducteur, sont formés au cours de la préfabrica- tion, et sont reliés entre eux de façon mécaniquement ferme, en un enroulement cohérent en une seule pièce, dans lequel les phases d'enroulement présentent un écartement fixe correspondant à l'écartement des rainures, dans les zones parallèles déter- minées pour les rainures, enroulement caractérisée en ce que les cibles (1, 2, 3) présentent une gaine extérieure, en matériau isolant rendu conducteur électrique, et, au moins sur un côté de l'inducteur (4), au voisinage de la tête de bobine, est disposé un fil (5, 6) bon conducteur électrique, sur toute la longueur de l'inducteur, en bon contact avec les phases de l'enroulement, et pouvant être raccordé à la terre. 2.- Enroulément suivant la revendication 1, caractérisé en ce que sur la gaine (12) est disposée une protec- tion en matériau isolant mécaniquement ferme, présentant des trous qui permettent d'établir le contact(entre la gaine et le fil (5, 6). 3.- Enroulement suivant l'une des revendi- cations 1 ou 2, caractérisé en ce que le fil (5, 6) est fixé sur les phases de l'enroulement au moyen de crampons (7),