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''NOUVEAU MODE D'ETABLISSEMENT DES BOBINAGES
EMI1.1
DE TUBJ30...ALTERNATEUBS A HAUTE TENSION"
Les systèmes usuels de bobinage des sta- tors d'alternateur ont comme caractéristique commune que les conducteurs en cuivre sont logés dans des rainures ou encoches pratiquées dans des tôles fixées dans une carcasse.
Ces conducteurs forment, à la sortie des encoches, des têtes de bobines, calées, le plus souvent, au moyen de blocs isolants maintenus par des tiges métal- liques.
En conséquence, la réalisation d'un bobi- nage de stator à très haute tension, selon les dits sys- tèmes, présente les inconvénients suivants :
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1 .- Les conducteurs, dans la masse des tôles, doivent être fortement isolés et, de ce fait, le coeffi- cient d'utilisation des rainures est très restreint.
2 .- Les phénomènes dteffluves à la sortie des encoches rendent cette dernière délicate à réaliser ; d'autre part, la présence des tiges métalliques de calage entre les têtes de bobines provoque la production d'ef- fluves ou aigrettes difficilement évitables.
La présente invention a pour objet un nou- veau mode d'établissement des bobinages d'alternateurs à haute tension ne présentant pas les inconvénients précités.
Sur les dessins ci-annexés auxquels on se réfère dans la description qui va suivre : la fig, 1 montre schématiquement, vu de face, un exemple de réalisation de l'invention, relatif à un alter- nateur triphasé ; la fige 2 est une coupe partielle, à plus grande échelle, correspondant à la fig. 1 ; la fig. 3 est une coupe effectuée suivant l'axe longitudinal de la machine agencée conformément à ltin- vention ; les fige 4 et 5 montrent la répartition des ten- sions.
Sur toutes les figures, les mêmes chiffres de référence désignent les mêmes éléments ou organes.
Il convient de remarquer tout d'abord que les tôles du stator, fixées comme d'usage dans une car- casse, ne comportent pas de rainures car les conducteurs ne sont pas logés de la manière usuelle.
En effet, l'ensemble des conducteurs et de leurs logements respectifs, représenté schématiquement par les trapèzes 3 sur la fig. 1, est agencé, de la façon qui
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sera définie ci-après, entre deux tubes isolants concen- triques 1 et 2 en bakélite ou en tout autre isolant appro- prié. Le tube 1, de plus petit diamètre, entoure le rotor
5 en laissant subsister un espace annulaire et le tube 2, de plus grand diamètre, épouse la surface intérieure de la masse des tôles 4.
L'ensemble 1, 2, 3 est donc placé dans l'alésage de la masse des tôles 4.
Les tubes 1 et 2 sont rendus solidaires par des fonds 16 en forme de couronne placés aux deux extrémités (voir fige 3)
La surface intérieure du tube 1, en regard du rotor 5, peut être métallisée et reliée avec les fonds
16 mis à la terre.
Le détail de l'agencement des conducteurs est montré fige 2 les conducteurs 6, convenablement isolés, sont disposés dans des encoches de forme appro- priée, pratiquées dans des sortes de dents 9 composées, par exemple, de tôles présentant une section trapézoïdale, comme indiqué sur le dessin, ou toute autre section conve- nable, et placées dans des tubes isolants 7. Ainsi est rendu magnétique l'intervalle compris entre les tubes 1 et 2.
La fixation des dents 9 et des conducteurs 6 aux tubes 1 et 2 peut être réalisée, par exemple, au moyen de cales 13 venant se loger dans des entailles pratiquées dans des tubes auxiliaires isolants 14 solida- risés avec les tubes 1 et 2 au moyen de broches 15 (voir fig. 3).
L'ensemble est fixé à la carcasse du stator de l'alternateur au moyen de frettes 17.
Les dites dents 9 comportent, en outre, des
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espaces 8 pour le passage du fluide de refroidissement. Les espaces 8 peuvent avoir dans chaque dent 9 des dimensions sensiblement égales à celles des encoches recevant les conducteurs.
Les avantages présentés par une telle dis- position sont mis en évidence sur les fig. 3 et 4.
Les trois phases du stator envisagé dans l'exemple de réalisation sont situées en 10, 11 et 12 (voir fig. 3) : la phase 10 occupe les parties des dents les plus rapprochées du -rotor 5, tandis que les phases 11 et 12 occupent les parties des dents les plus éloignées.
La répartition des tensions des phases 10, 11 et 12 est telle que montré fig. 4. Les raccords des bobines correspondant aux dites phases sont faits de telle façon que les conducteurs voisins, aussi bien dans les parties droites que dans les têtes de bobines, @ aient des différences de potentiel relativement peu élevées.
Les traits forts représentent les conduc- teurs voisins des bornes théoriques C1, C2 et C3 de l'al- ternateur (fig. 5) ; les traits diminuent .d'épaisseur au fur et à mesure que l'on se rapproche du point neutre N les traits les plus fins représentent les conducteurs voi- sins du point neutre.
Ainsi, même entre les conducteurs de phases différentes, la tension de régime est faible.
Les bornes, sortant en A et B (voir fig. 3) sont situées à grande distance de la masse des tôles 4 ; elles sont ainsi faciles à établir et peuvent être de dimensions très réduites.
Enfin, on peut prévoir des dispositifs anti- effluves, en particulier en E et F.
On conçoit qu'il est ainsi permis .de
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'' NEW WINDING SETUP MODE
EMI1.1
FROM TUBJ30 ... HIGH VOLTAGE ALTERNATEUBS "
The usual winding systems for alternator stators have as a common feature that the copper conductors are housed in grooves or notches made in sheets fixed in a casing.
These conductors form, at the exit of the notches, coil heads, generally wedged by means of insulating blocks held by metal rods.
Consequently, the production of a very high voltage stator winding, according to said systems, has the following drawbacks:
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1 .- The conductors, in the mass of the sheets, must be highly insulated and, therefore, the coefficients of use of the grooves are very limited.
2 .- The dteffluves phenomena at the exit of the notches make the latter difficult to achieve; on the other hand, the presence of the metallic wedging rods between the coil heads causes the production of eft or egrets which are difficult to avoid.
The subject of the present invention is a new method of establishing the windings of high voltage alternators which does not have the aforementioned drawbacks.
In the accompanying drawings to which reference is made in the description which follows: FIG. 1 shows schematically, seen from the front, an exemplary embodiment of the invention, relating to a three-phase alternator; fig 2 is a partial section, on a larger scale, corresponding to FIG. 1; fig. 3 is a section taken along the longitudinal axis of the machine arranged in accordance with the invention; Figs 4 and 5 show the distribution of the voltages.
In all the figures, the same reference numerals designate the same elements or members.
It should be noted first of all that the stator sheets, fixed as usual in a casing, do not have grooves because the conductors are not housed in the usual way.
Indeed, all the conductors and their respective housings, shown schematically by the trapezoids 3 in FIG. 1, is arranged, in the way that
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will be defined below, between two concentrated insulating tubes 1 and 2 in bakelite or any other suitable insulator. Tube 1, of smaller diameter, surrounds the rotor
5 leaving an annular space and the tube 2, of larger diameter, conforms to the inner surface of the mass of the sheets 4.
The assembly 1, 2, 3 is therefore placed in the bore of the mass of the sheets 4.
The tubes 1 and 2 are made integral by funds 16 in the form of a crown placed at both ends (see fig 3)
The inner surface of the tube 1, facing the rotor 5, can be metallized and connected with the bottoms
16 grounded.
The detail of the arrangement of the conductors is shown in FIG. 2 the conductors 6, suitably insulated, are arranged in notches of suitable shape, made in kinds of teeth 9 composed, for example, of sheets having a trapezoidal section, as indicated in the drawing, or any other suitable section, and placed in insulating tubes 7. This makes the interval between tubes 1 and 2 magnetic.
The fixing of the teeth 9 and of the conductors 6 to the tubes 1 and 2 can be achieved, for example, by means of wedges 13 which are received in notches made in the auxiliary insulating tubes 14 secured to the tubes 1 and 2 by means of of pins 15 (see fig. 3).
The assembly is fixed to the frame of the alternator stator by means of hoops 17.
Said teeth 9 further include
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spaces 8 for the passage of the coolant. The spaces 8 may have in each tooth 9 dimensions substantially equal to those of the notches receiving the conductors.
The advantages presented by such an arrangement are demonstrated in FIGS. 3 and 4.
The three phases of the stator envisaged in the example embodiment are located at 10, 11 and 12 (see fig. 3): phase 10 occupies the parts of the teeth closest to the -rotor 5, while phases 11 and 12 occupy the most distant parts of the teeth.
The voltage distribution of phases 10, 11 and 12 is as shown in fig. 4. The connections of the coils corresponding to said phases are made in such a way that the neighboring conductors, both in the straight parts and in the coil heads, have relatively low potential differences.
The strong lines represent the conductors neighboring the theoretical terminals C1, C2 and C3 of the alternator (fig. 5); the lines decrease in thickness as one approaches the neutral point N; the thinner lines represent the conductors near the neutral point.
Thus, even between conductors of different phases, the operating voltage is low.
The terminals, exiting at A and B (see fig. 3) are located at a great distance from the mass of the sheets 4; they are thus easy to establish and can be very small in size.
Finally, anti-scent devices can be provided, in particular at E and F.
It will be understood that it is thus permitted.
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