Brevet FR2590743A1 — publié le 19870529

"Rotor de machine tournante électrique à double couche de conducteurs" La présente invention concerne les rotors de machines tournantes électriques, à double couche de conducteurs. Les rotors de ce genre comprennent un paquet de tôles avec des encoches périphériques, ainsi qu'un collecteur, portés par le même arbre. Dans chaque encoche du paquet de tôle sont logés deux conducteurs électriques superposés, appartenant l'un à une couche de conducteurs extérieure, et l'autre à une couche de conducteurs intérieure. A la sortie des encoches, du côté tourné vers le collecteur, tous les conducteurs de -la couche extérieure sont cambrés dans un sens, et tous les conducteurs de la couche intérieure sont cambrés dans le sens inverse, pour être raccordés aux lames correspondantes du collecteur.Ces conducteurs doivent donc être déformés au cours d'une opération dite de vrillage, lors de laquelle les conducteurs de la couche intérieure, tendant à se rapprocher de l'arbre du rotor, risquent de couper les isolants d'encoche au point de départ de leur cambrure, en pressant sur les arêtes de la tôle extrême du paquet de tôles. Quant aux conducteurs de la couche extérieure, ceux-ci tendent également à se rapprocher de l'arbre au cours du vrillage, et il existe ainsi un risque de contact de ces conducteurs avec ceux de la couche intérieure, au point de départ de leur cambrure. On ne peut donc exclure des mises à la masse et des courts-circuits des conducteurs du rotor, rendant ce dernier inutilisable. Les problèmes exposés ci-dessus ne sont qu'imparfaitement ou incomplètement résolus, actuellement, par l'adjonction de joues isolantes appliquées extérieurement contre les tôles extrêmes, la périphérie de ces joues isolantes étant découpée par des encoches suivant un profil correspondant exactement à celui des encoches du paquet de tôles. Une autre solution connue consiste à réaliser, sur les tôles extrêmes, des profils arrondis complexes, en correspondance avec la cambrure des conducteurs. La présente invention vise à améliorer tes conditions de montage et de vrillage des conducteurs, par une solution qui non seulement garantit une parfaite isolation électrique au départ de la cambrure des conducteurs de la couche intérieure, mais encore empêche tout contact, créateur de courts-circuits, entre les conducteurs de la couche extérieure et ceux de la couche intérieure à leur sortie des encoches. A cet effet, dans le rotor de machine tournante électrique selon I'invention, il est prévu, en avant de la tôle extrême du paquet de tôles située du côté du collecteur, un disque en matière électriquement isolante comprenant une première partie, de plus grand rayon, appliquée contre la tôle extrême du paquet de tôles et pourvue d'encoches périphériques traversées par les conducteurs de la couche extérieure et par les conducteurs de la couche intérieure, et une seconde partie concentrique à la première tournée vers le collecteur, de plus petit rayon que la première partie du disque isolant et pourvue d'encoches périphériques traversées par les seuls conducteurs de la couche intérieure, les conducteurs de la couche extérieure prenant appui, au point de départ de leur cambrure, sur la périphérie circulaire de la seconde partie du disque isolant. Ce disque isolant assure, à lui seul, toutes les fonctions de maintien, guidage et isolation des conducteurs nécessaires à leur vrillage dans de bonnes conditions. Plus particulièrement, I'appui des conducteurs de la couche extérieure sur la périphérie de la seconde partie du disque empêche ces conducteurs de venir en contact avec les conducteurs de la couche intérieure au point de départ de leur cambrure, malgré la tendance des conducteurs à se rapprocher de l'arbre du rotor lors du vrillage. On évite ainsi les risques de court-circuit dans les zones critiques. Par ailleurs, les conducteurs de la couche interne sont appuyés sur les bords des encoches de la seconde partie du disque, au point de départ de leur cambrure, sans risque de perforation de l'isolant d'encoche. Selon un mode de réalisation simple de l'invention, le disque isolant est formé par la juxtaposition de deux joues circulaires en matière isolante de rayons distincts, montées autour de l'arbre du rotor, la joue isolante de plus grand rayon correspondant à la première partie précitée et présentant des encoches périphériques de profil correspondant sensiblement à celui des encoches du paquet de tôles, tandis que la joue isolante de plus petit rayon, correspondant à la seconde partie précitée, présente des encoches de profil correspondant sensiblement à celui des conducteurs de la couche intérieure, le bord extérieur de la joue isolante de plus petit rayon, sensiblement égal ou légèrement supérieur au rayon intérieur de l'enveloppe cylindrique des conducteurs de la couche extérieure, servant à l'appui de ces conducteurs de la couche extérieure, au point de départ de leur cambrure. Dans le cas d'un rotor avec des conducteurs enveloppés par des capotes d'encoche de section en "S", il est avantageusement prévu que les encoches de la joue isolante de plus grand rayon possédent une largeur sensiblement égale à celle de l'ensemble formé par deux conducteurs superposés et par la capote d'encoche correspondante, tandis que les encoches de la joue isolante de plus petit rayon possèdent une largeur plus faible, sensiblement égale à celle des conducteurs eux-mêmes, de sorte que les extrémités des capotes d'encoche sont logées dans les encoches de la joue isolante de plus grand rayon, et arrêtées axialement par la joue isolante de plus petit rayon.On obtient ainsi un raccordement exact entre les capotes d'encoche et les deux joues isolantes, avec encastrement des extrémités des capotes d'encoche, ce qui assure un guidage parfait et une isolation totale des conducteurs. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce rotor de machine tournante électrique Figure I est une vue en bout, partielle, d'un rotor avec double couche de conducteurs réalisé conformément à l'invention ; Figure 2 est une vue en coupe de ce rotor, suivant II-II de figure 1; Figure 3 est une vue partielle, en perspective, de la périphérie de ce rotor. Le dessin montre, très schématiquement et de façon partielle, un rotor de machine tournante électrique à collecteur avec son paquet de tôles I monté autour d'un arbre 2 et présentant, à sa périphérie, des encoches 3 régulièrement espacées. Chaque encoche 3 reçoit un premier conducteur électrique 4, appartenant à une couche de conducteurs extérieure, et un second conducteur électrique 5 appartenant à une couche de conducteurs intérieure. Les deux conducteurs superposés 4,5 d'une encoche 3 sont enveloppés par une même capote encoche 6, enroulée. en "S". Le rotor est représenté du côté tourné vers le collecteur, ce dernier n'étant lui-même pas indiqué. Pour se raccorder aux lames du collecteur, tous les conducteurs 4 de la couche extérieure sont, à la sortie visible des encoches 3, cambrés dans un même sens comme indiqué par les flèches 7, et tous les conducteurs 5 de la couche intérieure sont cambrés dans le sens opposé des précédents, comme indiqué par les flèches 8. Selon l'invention, deux joues circulaires 9 et 10, en matière électriquement isolante, sont accolées au paquet de tôles I, du côté tourné vers le collecteur. Les deux joues 9 et 10 présentent un trou central permettant de les enfiler sur l'arbre 2. La première joue 9 est appliquée contre la tôle extrême du paquet de tôles 1, et elle possède un rayon extérieur R égal à celui du paquet de tôles 1. La seconde joue 10 est appliquée contre la première joue 9, et elle possède ici un rayon extérieur r inférieur au rayon R, et sensiblement égal du rayon intérieur de l'enve- loppe cylindrique Il des conducteurs 4 de la couche extérieure. Le rayon extérieur r de la seconde joue 10 peut être aussi prévu légèrement supérieur au rayon intérieur de l'enveloppe 11, pour tenir compte de l'arrondi de la section des conducteurs 4 et 5. La première joue isolante 9 présente, à sa périphérie, des encoches 12 dont le profil correspond à celui des encoches 3 du paquet de tôles 1. La seconde joue isolante 10 présente, à sa périphérie, des encoches 13 dont la largeur 1, et une partie du profil, correspondent aux conducteurs 5 de la couche intérieure. Les profils des encoches 12 et 13 sont bien visibles à la partie droite de la figure 1, où les conducteurs traversant ces encoches n'ont pas été indiqués. Pour chaque paire de conducteurs superposés 4 et 5, la capote d'encoche 6 se prolonge, au delà du paquet de tôles I, de telle sorte que son extrémité soit logée dans l'encoche correspondante 12 de la première joue isolante 9, cette encoche 12 possèdant une largeur L égale à celle de l'ensemble formé par les deux conducteurs superposés 4 et 5 et par la capote d'encoche 6. Les encoches 13 de la seconde joue isolante 10 possédant une largeur I inférieure à la dimension L, les capotes d'encoches 6 sont arrêtées axialement par cette seconde joue isolante 10. A leur sortie des capotes d'encoche 6 et des encoches 12, les conducteurs 4 de la couche extérieure, cambrés comme déjà décrit plus haut, prennent appui sur le bord extérieur 14 de la seconde joue isolante 10, dans une zone A proche du débouché d'une encoche 13. Ainsi, les conducteurs 4 de la couche extérieure sont maintenus écartés des conducteurs 5 de la couche intérieure, cambrés en sens inverse à leur sortie des encoches 12 et 13. Ces conducteurs 5 de la couche intérieure sont eux-mêmes appuyés sur la seconde joue isolante 10 dans une zone B, située vers le fond des encoches correspondantes 13, du côté opposé à celui de la zone d'appui A. Les formes et dimensions des joues isolantes 9 et 10 et de leurs encoches 12 et 13 sont évidemment adaptables, en fonetion des sections des conducteurs 4 et 5 des deux couches et aussi en fonction des sections des encoches 3 du paquet de tôles I, qui, peuvent être des encoches semi-fermées comme représenté au dessin, ou des encoches ouvertes. L'invention est applicable aux rotors de machines tournantes électriques motrices ou génératrices, à collecteur du type tambour ou du type plat. I1 va de soi, et il résulte aussi de ce qui précède, que l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce rotor de machine tournante électrique qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application fondées sur le même principe. C'est ainsi que l'on ne s'éloignerait pas de l'esprit de l'invention par le recours à des moyens équivalents de ceux décrits, et notamment en remplaçant les deux joues isolantes 9 et 10, constituant des pièces distinctes accolées, par un disque isolant unique, réunissant en une seule pièce par exemple moulée toutes les caractéristiques des deux joues isolantes ; ce disque possède donc deux parties "étagées", I'une de plus grand rayon et l'autre de plus petit rayon. REVENDICATIONS 1. Rotor de machine tournante électrique, à double couche de conducteurs, deux conducteurs électriques superposés (4,5) étant logés dans chaque encoche (3) du paquet de tôles (1) et appartenant, l'un (4), à une couche de conducteurs extérieure, dont les conducteurs sont tous cambrés dans un sens (flèche 7) pour être raccordés au collecteur, et l'autre (5), à une couche de conducteurs intérieure, dont les conducteurs sont tous cambrés dans le sens inverse (flèche 8), pour être également raccordés au collecteur, caractérisé en ce qu'il est prévu, en avant de la tôle extrême du paquet de tôles (1) située du côté du collecteur, un disque en matière électriquement isolante comprenant une première partie (9), de plus grand rayon (R), appliquée contre la tôle extrême du paquet de tôles (1) et pourvue d'encoches périphériques (12) traversées par les conducteurs (4) de la couche extérieure et par les conducteurs (5) de la couche intérieure, et une seconde partie (10) concentrique à la première, tournée vers le collecteur, de plus petit rayon (r) que la première partie (9) du disque isolant et pourvue d'encoches périphériques (13) traversées par les seuls conducteurs (5) de la couche intérieure, les conducteurs (4) de la couche extérieure prenant appui, au point de départ de leur cambrure (zone A), sur la périphérie circulaire (14) de la seconde partie (10) du disque isolant. 2. Rotor de machine tournante électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le disque isolant est formé par la juxtaposition de deux joues circulaires (9,10) en matière isolante, de rayons distincts (R,r), montées autour de l'arbre (2) du rotor, la joue isolante (9) de plus grand rayon (R) correspondant à la première partie précitée et présentant des encoches périphériques (12) de profil correspondant sensiblement à celui des encoches (3) du paquet de tôles (1), tandis que la joue isolante (10) de plus petit rayon (r), correspondant à la seconde partie précitée, présente des encoches (13) de profil correspondant sensiblement à celui des conducteurs (5) de la couche intérieure, le bord extérieur (14) de la joue isolante (10) de plus petit rayon (r), sensiblement égal ou légèrement supérieur au rayon intérieur de l'enveloppe cylindrique (11) des conducteurs (4) de la couche extérieure, servant à l'appui de. ces conducteurs (4) de la couche extérieure, au point de départ de leur cambrure (zone A). 3. Rotor de machine tournante électrique selon la revendication 2, avec des conducteurs (4,5) entourés par des capotes d'encoche (6) de section en "S", caractérisé en ce que les encoches (12) de la joue isolante (9) de plus grand rayon (R) possèdent une largeur (L) sensiblement égale à celle de l'ensemble formé par deux conducteurs superposés (4,5) et la capote d'encoche (6) correspondante, tandis que les encoches (13) de la joue isolante (10) de plus petit rayon (r) possèdent une largeur plus faible (1), sensiblement égale à celle des conducteurs (4,5) eux-mêmes, de sorte que les extrémités des capotes d'encoches (6) sont logées dans les encoches (12) de la joue isolante (9) de plus grand rayon (R), et arrêtées axialement par la joue isolante (10) de plus petit rayon (r). 4. Rotor de machine tournante électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le disque isolant est constitué par une pièce unique, par exemple moulée, réunissant les deux parties, I'une (9) de plus grand rayon (R) et l'autre (10) de plus petit rayon (r).