Brevet FR2559968A1 — publié le 19850823

La présente invention est relative à la fabrica- tion des conducteurs d'enroulements des rotors de machines dynamoélectriques et elle concerne plus particulièrement les conducteurs ayant en section transversale une surface suffisante pour être autoporteurs et habituellement désignés par "épingle à cheveux". Les conducteurs d'enroulements de rotors du type auxquels l'inventionest relativesont destinés à être montés à la machine dans un rotor, les conducteurs étant insérés dans des rainures respectives du noyau de l'induit et se terminant au voisinage des secteurs respectifs d'un collec- teur de l'induit, ou en contact avec ces secteurs. Dans de nombreux induits, deux conducteurs reposent l'un au-dessus de l'autre radialement, et une connexion électrique et ma- térielle doit être réalisée entre les conducteurs et les secteurs respectifs du collecteur. Lorsqu'un conducteur uni- que est associé seulement avec chaque secteur, il est tou- jours nécessaire de réaliser une connexion électrique et matérielle entre le conducteur et le secteur. Un procédé préféré de connexion est le brasage en utilisant un appareil de soudage électrique par résistance, et ceci nécessite que soit déposé un 'alliage de brasage entre les composants devant être reliés. Ainsi, lorsqu'on utilise un conducteur simple un alliage de brasage est nécessaire entre le conduc- teur et le secteur du collecteur lors de l'opération de bra- sage, et lorsqu'on utilise deux conducteurs, un alliage de brasage est alors nécessaire entre les deux conducteurs et entre le conducteur le plus interne radialement et le secteur du collecteur. Il est connu de déposer l'alliage de brasage en disposant des pièces rapportées en alliage entre les con- ducteurs, et entre ceux-ci et les secteurs du collecteur d'une façon analogue à celle représentée et décrite dans US-A-3.124.709 qui concerne l'utilisation de pièces rappor- tées en soudure dure. Un tel agencement est extrêmement desavantageux lorsqu'on considère les procédés automatisés et de fabrication en série, du fait que les pièces rappor- tées doivent être disposées entre les composants appropriés immédiatement avant que d'effectuer l'opération de soudage par résistance. Même dans ce cas, il existe un risque de défaut d'alignement de la pièce rapportée en alliage de brasage et un autre risque que des parties de la pièce rapportée se détachent au cours de cette opération et tombent en contact avec deux secteurs adjacents, produi- sant ainsi un court-circuit électrique entre ces organes. Il a également été proposé de placer et d'ancrer mécaniquement des pièces rapportées en un alliage de brasa- ge sur les enroulements de l'induit avant d'assembler les enroulements sur celle-ci. Cependant le passage des enroulements de l'induit à travers les rainures du noyau pendant le montage de l'induit, et de même lorsque les secteurs du collecteur comportent des parties vertica- les présentant des encoches pour recevoir les conducteurs, le passage de ceux-ci à travers les encoches montantes des secteurs respectifs produit un déplacement des pièces rap- portées en alliage, ayant pour résultat un taux de défail- lance dans la fabrication automatisée des ensembles d'in- duit. On remarquera qu'une pièce rapportée en alliage, lors- qu'elle a été déplacée, non seulement produit un risque de défaillance en raison d'une mauvaise liaison entre le con- ducteur d'enroulement de l'induit et son secteur respectif du collecteur, mais risque également de produire un court- circuit au voisinage des conducteurs d'enroulementsde l'in- duit. Un but de l'invention est de réduire les difficul- tés précitées. Le procédé suivant l'invention de fabrication des conducteurs d'enroulements d'un induit comprend les phases consistant à fondre un alliage de brasage sur la surface du conducteur, et à assurer que les dimensions du conducteur, dans la région portant l'alliage, sont telles que le conducteur puisse passer à travers les rainures du noyau de l'induit auquel les conducteurs doivent être asso- ciés en service. De préférence la phase consistant à assurer que les dimensions du conducteur sont telles qu'il puisse passer à travers les rainures du noyau de l'induit avec lequel il doit être utilisé, comprend l'exécution d'une opération de matriçage sur la couche d'alliage fondue sur le conducteur. D'une façon commode le procédé comprend une pha- se consistant à engager une pièce rapportée d'un alliage de brasage en contact avec le conducteur, et à positionner la pièce rapportée sur le conducteur dans une position prédé- terminée avant la fusion de la pièce rapportée sur le conduc- teur. De préférence le procédé comprend, avant la mise en contact de la pièce rapportée avec le conducteur, une phase consistant à couper le conducteur à une longueur appropriée, et à replier ce conducteur à la forme appro- priée pour être utilisé en tant que conducteur d'enroule- ments d'un induit. En variante, une pluralité de pièces rapportées sont positionnées en des points prédéterminés suivant la longueur d'un conducteur allongé et sont fondues sur le conducteur avant de couper ce dernier en une pluralité de segments de longueur prédéterminée dont chacun est alors utilisé en tant que conducteur d'un enroulement d'induit. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention apparaitront au cours de la description qui va sui- vre faite en se référant au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple et dans lequel: la Fig.l est une vue en perspective d'un ensemble classique de rotor; les Fig.2, 3 et 4 montrent respectivement trois phases de la fabrication d'un conducteur d'enroulement d'induit destiné à être utilisé dans l'ensemble du type représenté à la Fig.l; la Fig.5 montre l'utilisation d'un conducteur tel que représenté à la Fig.4, en conjugaison avec un autre conducteur et à un secteur de collecteur. En se référant au dessin, un ensemble connu d'in- duit comprend un arbre il de rotor portant au voisinage de l'une de ses extrémités un collecteurradial12.Un noyau feuilleté 13 d'induit est également monté non rotatif sur l'arbre 11 au voisinage du collecteur 12, ce noyau compor- tant des rainures s'étendant axialement, qui peuvent être du type fermé ou semi-fermé. Les rainures du noyau 13 re- goivent les conducteurs 14 d'enroulement de l'induit et, indépendamment du fait que les rainures soient du type fermé ou semi-fermé, les conducteurs 14 sont insérés axia- lement suivant la longueur de leurs rainures de telle sorte que leurs extrémités libres viennent en contact avec des secteurs respectifs du collecteur 12 auxquels ils sont reliés matériellement et électriquement. Les conducteurs 14 d'enroulement de l'induit ont chacun la forme d'une "épin- gle à cheveux" en fil de cuivre recourbé de section trans- versale rectangulaire. La surface en section du fil des conducteurs 14 est telle que ceux-ci sont autoporteurs. L'épingle à cheveux ainsi préformée peut être introduite à travers les rainures respectives du noyau 13 depuis l'ex- trémité de celui-ci qui est opposée au collecteur 12. Ainsi que cela est bien connu ce processus conduit de lui-même aux techniques d'assemblage automatisées, et après l'inser- tion à travers le noyau 13, les extrémités des conducteurs qui font saillie vers le collecteur 12 peuvent être pliées comme représenté à la Fig.l pour être alignées avec leurs secteurs respectifs du collecteur. Cette incurvation sub- séquente est effectuée comme une partie du processus d'as- semblage automatique et ne nécessite aucune intervention manuelle. Dans de nombreux induits chaque rainure du noyau 13 loge une paire de conducteurs disposés l'un sur l'autre dans le sens radial. Une telle paire de conducteurs est représentée à la Fig.5 dans laquelle la partie d'extrémité du conducteur 14a le plus interne est reçue dans une rainu- re d'une partie montante d'un secteur 22a d'un collecteur 22 du type cylindrique. La partie d'extrémite du conducteur 14b le plus externe repose sur la partie supérieure de la partie d'extrémité du conducteur 14a. Bien que la Fig.5 montre un collecteur du type cylindrique, on comprend qu'un principe analogue peut être utilisé avec un collecteur du type plat, dans lequel les conducteurs 14a et 14b peuvent tous deux être engagés dans une rainure du secteur, ou peu- vent être agencés avec seulement le conducteur 14a engagé dans la rainure, ou en variante ils peuvent être agencés de façon que le conducteur 14a soit en contact avec une sur- face externe du secteur, le conducteur b étant en contact avec le conducteur a comme représente à la Fig.5. Indépendamment de l'agencement, c'est à dire que l'on utilise soit un collecteur plat soit un collec- teur cylindrique, et indépendamment du fait qu'il n'y ait qu'un conducteur seulement ou deux conducteurs, il est néanmoins nécessaire d'effectuer une connexion materielle et électrique entre le ou les conducteurs et le secteur du collecteur. Cette connexion est habituellement effectuée par brasage en utilisant un appareil électrique de soudage par résistance. On décrira maintenant en reference aux Fig.2, 3 et 4 un procédé pour disposer l'alliage de brasa- ge dans la position correcte sur au moins le conducteur 14a le plus interne. Plusieurs pinces 15 formées d'un alliage de bra- sage sont engagées sur un segment allongé 24 d'un fil de cuivre de section transversale rectangulaire dont seront formés les conducteurs 14. D'une façon commode le métal de brasage est un alliage de brasage par résistance d'argent de cuivre et de phosphore et de préférence celui vendu sous la marque SILFOS. Chaque pince est constituée par une lon- gueur d'une bande d'alliage qui est pliée pour présenter une forme rectangulaire de façon à s'ajuster sur le conduc- teur 24 et le serrer légèrement. Les pinces 15 sont espa- cees à des intervalles predeterminés le long du conducteur 2+ et lorsqu'elles sont positionnees correctement, chacune est chauffee pour la faire fondre sur la surface du conauc- teur 24. L'alliage est auto-fondant et est chauzfé de façon appropriée pour le faire fondre sur le conducteur 24 par application localisée d'un appareil électrique de chauffa- ge par résistance. Pendant l'operation de chauffage, la pince 14 fond pour former un bourrelet 15a LFlg.3) en alliage de brasage tondu qui encercle la région choisie du conaucteur 24. On laisse alors le bourrelet fondu refroiair et se solidifier, et bien entendu se lier au conducteur 24. Il est probable que l'augmentation de dimension du conduc- teur 24 qui peut être attribuée au bourrelet 15a d'allia- ge solidifié est telle que le conducteur ne pourrait pas passer à travers la rainure appropriée du noyau 13 de l'in- duit, ni ne pourrait passer à travers la rainure appropriée, s'il en est prévue une, dans le secteur respectif du collec- teur. De ce fait les régions du conducteur 24 portant les bourrelets fondus 15a sont soumises à une opération de matriçage pour aplatir chaque bourrelet 15a afin de former une mince couche d'alliage l5b (Fig.4). Le segment allongé de conducteur 24 est alors coupé en des points prédéterminés suivant sa longueur et les morceaux coupés sont mis en forme pour constituer les conducteurs 14 en épingle à cheveux. Ensuite les conduc- teurs 14 en épingle à cheveux sont assemblés dans l'induit de telle sorte que les conducteurs s'étendent à travers les rainures du noyau 13 et se terminent en contact avec leurs secteurs respectifs du collecteur ou au voisinage immédiat de ces secteurs. Lorsque seulement des conducteurs uniques sont associés avec chaque secteur du collecteur et avec chaque rainure du noyau de l'induit, le positionnement des pinces sur le conducteur 24 sera tel que les-parties d'ex- trémité libres des deux branches de chaque conducteur 14 en épingle à cheveux présentent sur elles une couche 15b d'alliage. Ceci en raison du fait qu'une couche d'alliage b est nécessaire pour effectuer le brasage de la partie d'extrémité de chaque branche de l'épingle à cheveux sur son secteur respectif. D'une façon plus courante cependant chaque rainure de l'induit loge une paire de conducteurs comme représenté à la Fig.5 et une branche de chaque épin- gle à cheveux constitue le conducteur le plus interne dans sa rainure respective tandis que l'autre branche de l'épin- gle à cheveux constitue le conducteur le plus externe dans sa rainure respective. De ce fait dans un tel agencement seule la branche de chaque épingle à cheveux qui constitue en service le conducteur le plus interne doit être pourvue de la couche 15b d'alliage. On notera que du fait que la couche s'étend complètement autour de la branche du conduc- teur, une partie de la couche se trouve alors disposée en- tre le conducteur interne et le secteur du collecteur,-et une partie opposée de la couche se trouve située entre le conducteur interne et le conducteur externe. Il y a ainsi de l'alliage de brasage aux deux points o il est nécessai- re d'effectuer une connexion par brasage. D'une façon connue, un appareil de soudage par résistance est appliqué sur le conducteur, ou sur le con- ducteur le plus externe et sur le secteur du collecteur, et on fait passer un courant électrique entre le conducteur le plus externe et ie secteur tout en appliquant une pres- sion radialement, assurant une opération de brasage à l'interface ou à chaque interface, c'est à dire à l'inter- face du conducteur le plus interne et du secteur du commu- tateur, et, s'il y a un conducteur externe, entre ce dernier et le conducteur le plus interne. On comprend que la pose et le positionnement des pinces 15, leur fusion et le matriçage pour former les couches 15b, ainsi que les opérations consécutives de coupe et de mise en forme conduisent d'elles mêmes aux techniques d'automatisation et de fabrication en série. Ainsi, l'allia- ge de brasage nécessaire peut être posé dans la position désirée d'une façon simple et commode. On comprend que si on le désire le conducteur 24 pourrait être coupé à la longueur voulue avant la pose des pinces 15 sur lui. Si on le désire des longueurs appro- priées de conducteur 24 peuvent recevoir individuellement lQ des pinces 15 et être chacun soumis aux opérations néces- saires de fusion et de matriçage. La pose de la ou des pin- ces, les opérations de fusion et de matriçage peuvent être effectuées sur des longueurs individuelles de conducteurs avant ou après le pliage des longueurs individuelles pour former les conducteurs en épingle à cheveux. On comprend que le procédé qui précède permet de former sur les conducteurs une quantité appropriée d'un alliage de brasage dans une position convenable, d'une façon simple et commode. De plus, du fait que l'alliage s'est déja lié au conducteur 14, il ne peut être déplacé par l'introduction de ce conducteur dans l'ensemble d'in- duit, ni que des parties de cet alliage soient détachées pendant l'opération de brasage par résistance, diminuant ainsi considérablement le risque d'une mise en court-cir- cuit des conducteurs ou des secteurs du collecteur par inadvertance. On comprend que les parties d'extrémité des con- ducteurs 14 peuvent être soumises si nécessaire à une opé- ration de décapage soit avant soit après la fixation sur les secteurs du collecteur. REVENDICATIONS 1- Procédé de fabrication d'un conducteur (14) d'enroulement d'induit, caractérisé par les phases consis- tant: à faire fondre un alliage de brasage (15, 15a, 15b) sur la surface du conducteur (14), et à assurer que les dimensions du conducteur (14), dans la région de celui-ci portant l'alliage sont telles qu'il peut passer dans les rainures du noyau (13) de l'induit avec lequel les enrou- lements doivent être associés, en service. 2- Procédé suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que la phase dans laquelle on assure que les dimensions du conducteur (14) sont telles qu'il peut passer dans la rainure du noyau (13) de l'induit avec lequel il doit être utilisé comprend l'exécution d'une opération de matriçage sur la couche (15a) d'alliage fondue sur le conducteur. 3- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendi- cations 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on engage une pince (15) en un alliage de brasage sur le conducteur (14, 24), et on dispose la pièce rapportée sur le conducteur dans une position prédéterminée avant de la faire fondre sur le conducteur. 4- Procédé suivant la revendication 3, caractéri- sé en ce qu'avant d'engager la pièce rapportée (15) en prise avec le conducteur (14, 24), on coupe le conducteur (24) à une longueur appropriée et on le plie à la forme appropriée pour être utilisé comme conducteur d'enroulement d'induit. - Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on plie le conducteur (24) à la forme appropriée pour l'utiliser comme conducteur d'enroulement d'induit. 6- Procédé de fabrication d'un conducteur d'en- roulement d'induit, caractérisé par les phases consistant: à faire fondre un alliage de brasage sur la surface d'un conducteur (24) de forme allongée en des points prédéter- minés espacés suivant la longueur du conducteur, on assure que les dimensions du conducteur dans lesdites régions sont telles qu'il puissepasser dansles rainures du noyau (13) de l'induit avec lequel les enroulements doivent être asso- ciés en service, et on coupe ledit conducteur en des points choisis par rapport auxdites régions afin de réaliser des conducteurs de longueurs appropriées pour les plier à la forme appropriée pour les utiliser comme conducteurs d'en- roulements d'induit.