Brevet FR2480025A1 — publié le 19811009

1. L'invention concerne un dispositif de support destiné à des transformateurs de courant utilisés dans une machine électromotrice. Dans le domaine des machines électromotrices, la nécessité de détecter des courts-circuits de dérangement apparaissant en cours de fonctionnement, lorsque des généra- trices électriques sont montées dans un circuit de distribution de l'énergie électrique, est de plus en plus grande. Ces circuits de distribution de l'énergie électrique peuvent être très complexes et lorsque de tels circuits sont utilisés dans un aéronef, la nécessité de détecter rapidement un dérangement est encore plus grande, car un courtcircuit qui n'est pas détecté rapidement peut être à l'origine d'un incendie électrique à bord de l'aéronef. Un dispositif de détection de dérangement de type perfectionné est décrit dans la demande de brevet des Etats- Unis d'Amérique n0 06/124 666, déposée le 26 février 1980e Le dispositif de détection de dérangement indiqué ci-dessus comporte des transformateurs de courant intégrés aux génératrices de l'aéronef et reliés par des couplages inductifs aux enroulements neutres de l'induit de la généra- trice. Des dérangements apparaissant entre les génératrices, les disjoncteurs de circuits, les charges et une ligne commune de distribution sont détectés par un circuit de détection d'un courant différentiel de dérangement. Ce circuit de détection assure en partie la détection de la nature du courant passant dans les conducteurs neutres de l'induit de chaque généra- trice. Pour réaliser cette détection de courant au niveau de la génératrice, des transformateurs de détection de courant sont fixés aux développantes des bobines de l'induit duestator de la génératrice. Il est très commun de fixer un transfor- mateur de détection de courant aux développantes d'un induit au moyen de bandes non conductrices passées à travers les développantes de l'induit et enroulées autour du transfor- mateur de courant afin de le maintenir en place. Des colles à base de résine époxy sont souvent ajoutées pour empêcher les transformateurs de courant de se déplacer sous l'effet des vibrations et de se détacher dans le milieu hostile et 2. vibratoire d'une génératrice d'aéronef. La technique antérieure consistant à ligaturer un transformateur de courant sur des développantes d'induit a toujours augmenté le risque d'apparition d'une condition d'ouverture dans le circuit de détection par suite d'une séparation, sous l'effet des vibrations, entre le transformateur de courant et les dévelop- pantes de l'induit. L'invention décrite ci-après supprime -pratiquement le risque d'apparition d'une telle condition de circuit ouvert. L'invention concerne un dispositif de support de transformateurs de courant destiné à une machine électro- motrice qui comprend un induit fixé par emmanchement étroit et au moyen de vis radiales à la carcasse de la machine électromotrice. Les développantes de l'induit comportent des conducteurs neutres d'induit disposés radialement. Le dispositif de support comprend un élément courbe de support fixé à l'intérieur de la carcasse, dans une zone évidée de cette dernière. Cet élément courbe de support présente au moins une ouverture en forme de logement, dans laquelle l'enroulement secondaire d'un transformateur de courant est disposé. Un ensemble neutre d'induit comprend une bande courbe fixée et ajustée sur l'élément de support. L'ensemble neutre d'induit comporte un conducteur neutre qui assume la fonction d'enroulement primaire pour le transformateur de courant. Le conducteur neutre est fixé à la bande et passe dans une ouverture centrale du bobinage du transformateur de courant afin d'être relié électriquement à un enroulement neutre d'induit. Les transformateurs de courant ainsi montés sont totalement supportés par la carcasse. L'invention a donc pour objet un dispositif de support de transformateurs de courant destiné à être utilisé avec les enroulements d'induit d'une génératrice, ce dispo- sitif de support étant fixé fermement à la carcasse de la génératrice. Ce dispositif de support présente plusieurs ouvertures en forme de logements, ménagées dans un élément de support qui est fixé à la carcasse afin que les transfor- mateurs de courant soient protégés contre l'effet direct des vibrations présentes dans les développantes de l'induit d'une 3. génératrice. Des éléments de blindage électromagnétique, disposés dans des chambres en forme de logements formées dans l'élément de support des transformateurs, améliorent les possibilités de détection des enroulements de transformateurs placés dans ces logements. Le dispositif de support de transformateurs de courant selon l'invention convient notamment à une carcasse de génératrice dans laquelle l'induit est emboîté étroitement. Les développantes de l'induit comportent des conducteurs neutres d'induit qui font saillie radialement. Le dispositif de support comprend un élément de support de forme courbe fixé à l'intérieur de la carcasse de génératrice, dans une zone évidée de cette carcasse. Plusieurs chambres en forme de logements, ménagées dans cet élément courbe de support, reçoivent les enroulements secondaires des transformateurs de courant. Un ensemble neutre d'induit est ajusté sur les logements et comporte une bande qui s'étend sur toutes les chambres. Cette bande est fixée au support, de part et d'autre de chaque logement, et elle est isolée électriquement de l'élément de support. Des fils neutres sont fixés à la bande et passent dans des ouvertures centrales ménagées dans les enroulements secondaires des transformateurs afin d'être reliés électriquement aux conducteurs neutres de l'induit. La bande comporte une patte de connexion électrique qui lui permet d'être connectée extérieurement, par l'intermédiaire du fil neutre, au conducteur neutre d'induit. Chaque chambre en forme de logement est équipée d'un blindage électro- magnétique disposé entre l'enroulement et l'induit. Chaque. enroulement des transformateurs de courant comporte deux fils électriques connectés en parallèle. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: - la figure 1 est une élévation, avec coupe partielle, d'une génératrice pouvant être équipée avantageusement du dispositif selon l'invention; - la figure 2 est une coupe partielle suivant la ligne 2-2 de la figure 1; 4. - la figure 3 est une vue en perspective d'un élément de support de transformateurs de courant; - la figure 4 est une vue de dessus d'un transformateur de courant utilisé avec le dispositif selon l'invention; - la figure 5 est une coupe suivant la ligne 5-5 de la figure 4; - - la figure 6 est une vue de dessus d'un ensemble neutre d'induit; - la figure 7 est une vue en perspective du dispositif de support de transformateurs de courant selon l'invention, à l'état totalement assemblé; - la figure 8 est une coupe transversale partielle montrant l'interconnexion électrique de l'ensemble neutre d'induit et d'un bloc à bornes de fils neutres; et - la figure 9 est un schéma montrant l'interconnexion des enroulements secondaires des transformateurs de courant. La figure 1 représente une partie d'une généra- trice Il qui comprend un rotor 12 monté sur un arbre 13. Ce dernier est entra né par un arbre 14 d'entrée qui lui est relié par des moyens non représentés. Un stator 16 est représenté comme étant emmanché à force dans la carcasse 17 de la génératrice. Ce stator 16 comprend des enroulements 18 et 19 d'induit représentés schématiquement. Il est évident que les détails de la génératrice 11 sont classiques.-La carcasse 17 de la génératrice présente une partie évidée 21 dans laquelle est disposé et fixé, par des moyens non représentés, le dispositif 22 de support de transformateurs de courant selon l'invention. La vue en coupe du dispositif 22 de support de transformateurs de courant montre un certain nombre d'éléments fondamentaux de ce dispositif. Un fil neutre 24, dont l'extrémité inférieure 26 est fixée à un conducteur neutre 27 d'induit, est disposé centralement et passe à travers un enroulement secondaire 23 de transformateur. Un élément 28 de support de transformateurs de courant entoure l'enroulement secondaire 23. La figure 2 montre clairement d'autres détails du dispositif de support de transformateurs de courant, et les divers éléments constituant ce dispositif 22 de support seront décrits plus en détail ci-après en regard des figures 3 à 7. 5. La figure 2 représente en coupe le dispositif 22 de support de transformateurs de courant. On pourra mieux comprendre le mode de construction du dispositif 22 de support en se rapportant aux détails de construction des divers éléments montrés sur les figures 3 à 7. Ainsi, comme représenté, l'élément 28 de support de transformateurs de courant est de forme courbe et est fixé, à chacune de ses extrémités, par des boulons 31 et 32 à la carcasse 17 de la génératrice, cette carcasse étant représentée schémati- quement. La figure 3 montre en perspective l'élément 28 de support de transformateurs de courant. La figure 3 représente notamment par le dessus l'élément 28 de support tel qu'il apparaît dans les positions occupées sur les figures 1 et 2. Cet élément 28 de support comporte des pattes 33 et 34 de montage qui sont traversées de trous 36 et 37 dans lesquels passent les boulons 31 et 32 montrés sur la figure 2. L'élément 28 de support de transformateurs de courant, tel que représenté, présente trois chambres 41, 42 et 43 en forme de logements identiques les unes aux autres, de sorte que la description détaillée d'une seule d'entre elles suffit. Il apparaît donc, par exemple sur la figure 2, que la chambre 41 comporte un fond qui présente une ouverture centrale 44 et une lèvre périphérique 46. L'ouverture centrale 44 apparaît également et clairement sur la figure 3, de même que la lèvre périphérique 46. Des trous taraudés 51, 52, 53 et 54 sont réalisés de part et d'autre des chambres 41, 42 et 43. On peut à présent revenir à la figure 2 qui permet d'apprécier plus nettement les détails, en coupe, de l'élément 28 de support de transformateurs de courant. Des enroulements secondaires 61, 23 et 63 de transformateurs de courant sont logés dans les chambres 41, 42 et 43. Ces enroulements secondaires ont une forme torique, ainsi qu'on peut le voir sur la figure 4 qui montre de dessus l'enroulement secondaire 61. Les détails de construction des enroulements secondaires 61, 23 et 63 sont classiques et ces enroulements comportent deux fils conducteurs 64, 65 qui ne sont pas représentés sur la figure 2. La figure 9, décrite plus en détail ci-après, montre comment les enroulements secondaires 61, 23 et 63 des 6. transformateurs de courant sont interconnectés. La figure 5 est une coupe du transformateur de courant comportant l'enrou- lement 61 et elle montre plus en détail cet enroulement secondaire classique. Un blindage électromagnétique 68 est disposé au-dessous de l'enroulement 61 du transformateur de courant de manière à reposer sur la lèvre périphérique 46. Le blindage électromagnétique 68, représenté en coupe sur la figure 2, présente, lorsqu'il est considéré sous une perspec- tive tridimensionnelle, l'aspect d'une rondelle présentant une ouverture centrale 69. Des blindages électromagnétiques 71 et 72 sont prévus pour chacun des enroulements secondaires 23 et 63 des transformateurs de courant. Les enroulements 15, 18 et 19 d'induit sont disposés en courbe et au-dessous de l'ensemble précédent. Les enrou- lements 18 et 19 produisent des champs électromagnétiques dont l'effet est protégé, par exemple, des enroulements secondaires 61 et 23 des transformateurs de courant par les blindages électromagnétiques 68 et 71 respectivement. Chaque transformateur 'de courant comporte un fil neutre. Par conséquent, on trouve trois fils neutres 20, 24 et 25 qui comportent chacun une tete 38, 39 ou 40. Les têtes 38, 39 et 40 sont fixées électriquement et solidarisées à une bande neutre 76 d'induit, par exemple au moyen de soudures ou de brasures. La bande neutre 76 d'induit est fixée au support 28 de transformateurs de courant par des vis 77, 78, 79 et 80 qui sont vissées dans les trous taraudés 51, 52, 53 et 54 de l'élément 28 de support. Des blocs électriquement isolants 81, 82, 83 et 84 séparent électriquement la bande neutre 76 d'induit de l'élément 28 de support des transformateurs de courant. La figure 6 représente l'élément neutre de support d'induit décrit ci-dessus. On peut observer, sur la figure 2, que les fils neutres 20 et 25 ne coïncident pas avec l'axe central des enroulements secondaires 61 et 63 des transfor- mateurs. Ces conducteurs neutres 20 et 25 sont espacés des axes centraux des enroulements afin de faciliter l'assemblage de l'ensemble neutre d'induit avec l'élément 28 de support. La figure 6 représente, à l'extrémité de gauche de la bande neutre 76 d'induit, une patte 86 de connexion électrique qui n'est pas visible sur la figure 2. 7. Un bloc 91 à bornes de fils neutres est représenté sur la partie gauche de la figure 2. Ce bloc 91 permet une connexion extérieure des fils neutres provenant de l'induit avec le circuit de distribution électrique. La figure 8 est une vue de face d'une partie du dispositif 22 de support de transformateurs de courant, montré sur la figure 1, et elle montre comment la patte 86 de connexion électrique peut être fixée par un fil métallique 87 à une borne 88 de connexion du bloc 91 à bornes de fils neutres. Toutes les connexions électriques entre les fils peuvent être réalisées par des techniques classiques de soudage ou de brasage. Comme représenté sur la figure 2, les enrou- lements 15, 18 et 19 de l'induit comportent respectivement des conducteurs neutres 49, 48 et 47. La figure 7 montre le dispositif 22 de support de transformateurs de courant totalement assemblé, tous les éléments décrits précédemment occupant leur position fonctionnelle et l'ensemble étant prêt à être introduit dans la carcasse d'une génératrice. La figure 9 est un schéma montrant comment les enroulements secondaires 61, 62 et 63 des transformateurs de courant sont connectés en parallèle à un circuit 65 de détection de courant de dérangement. Il ressort de la description précédente que le dispositif de support de transformateurs de courant selon l'invention constitue une structure rigide et peu volumineuse, améliorant la solidité avec laquelle les transformateurs de courant de dérangement sont fixés dans une génératrice. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif de support décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. 8. REVENDICATIONS 1. - Dispositif de support de transformateurs de courant destiné à une machine électromotrice qui comprend un induit fixé à une carcasse (17) et comportant des conducteurs neutres (47, 48, 49) disposés radialement, le dispositif de support étant caractérisé en ce qu'il comporte un élément courbe (28) de support fixé à l'intérieur de la carcasse et présentant des logements (41, 42, 43), des enroulements (61, 23, 63) disposés dans ces logements, des éléments neutres d'induit comprenant une bande (76) fixée et ajustée sur l'élément de support, ces éléments neutres d'induit comprenant un fil neutre (20, 24 ou 25) fixé à la bande et passant dans une ouverture centrale de l'un desdits enroulements afin d'être connecté électriquement à l'un desdits conducteurs neutres de l'induit. 2. - Dispositif de support selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que l'élément de support et la bande ont une forme courbe qui corresponde la configuration intérieure de la carcasse. 3. - Dispositif selon la revendication 2, carac- térisé en ce que la bande courbe et neutre de l'induit s'étend sur les logements et est fixée à l'élément de support, de part et d'autre des logements. 4. - Dispositif de support selon la revendi- cation 3, caractérisé en ce que chaque enroulement et chaque fil neutre constituent un transformateur de courant dont le primaire est constitué par ledit fil neutre, ledit enroulement constituant le secondaire de ce transformateur. 5. - Dispositif de support selon la revendi- cation 4, caractérisé en ce que les logements contiennent des blindages électromagnétiques (68, 71, 72) disposés entre les enroulements et l'induit. 6. - Dispositif de support selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que la bande courbe et neutre de l'induit comporte un organe (86) de connexion électrique permettant de réaliser une connexion électrique extérieure de cette bande avec ledit conducteur neutre d'induit par l'intermédiaire dudit fil neutre. 9. 7. - Dispositif de support selon la revendi- cation 6, caractérisé en ce que l'enroulement comporte deux fils électriques (64, 65). 8. - Dispositif de support selon la revendi- cation 7, caractérisé en ce qu'il comporte des organes (81, 82, 83, 84) destinés à isoler électriquement la bande courbe de l'élément de support. 9. - Dispositif de support selon la revendi- cation 6, caractérisé en ce que l'élément (28) de support présente plusieurs logements (41, 42, 43), la bande (76) étant fixée à cet élément de support, de part et d'autre de chacun des logements. 10. - Dispositif de support selon la revendi- cation 9, caractérisé en ce que chaque logement contient un enroulement (61, 23 ou 63), un blindage électromagnétique (68, 71 ou 72) disposé entre l'enroulement et l'induit, et un fil neutre (20, 24 ou 25) relié électriquement à la bande et auxdits conducteurs neutres de l'induit.