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Dispositif de fabrication d'un enroulement étanche aux liquides pour le stator de moteurs électriques immérgés.
On connait déjà des moteurs électriques capables de fonctionner au-dessous du niveau d'un liquide dans des conditions telles que le stator aussibien que le rotor soient complètement recouverts de liquide. L'enroulement du stator de ces moteurs connus est constitué par des bobines toutes faites sur gabarit et constituant en soi des unités étanches aux liquides.Toutefois cette constitution des en- roulements exige pour les perforations un diamètre relati- vement grand, ce qui est cause de difficultés, en particulier lorsqu'il s'agit de moteurs allongea.
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La présente invention concerne un dispositif de fa- brication d'un Enroulement de stator de moteurs électriques immerges, étanche aux liquides, ce dispositif n'ayant pas les inconvénients des dispositions antérieures et convenant par- ticulièrement bien pour des moteurs dont le rotor a un petit diamètre. Conformément à l'invention on obtient ce résultat à l'aide d'une enveloppe entourant totalement l'enroulement constituée par de petits tubes et des portions d'enveloppe en nombre égal à celui des rainures, les petits tubes se pla- çant à l'intérieur des rainures et les portions d'enveloppe servant à contenir les connexions frontales .et étant reliées aux petits tubes d'une façon étanche aux liquides.
AUX dessins ci-joints on a représenté titre d'e- xemples non limitatifs, diverses formes de réalisation de l'objet de l'invention.
Dans ces dessins : fige 1 est une coupe longitudinale et fig. 2 une soupe transversale d'un eaoteur électrique. fig. 3 est une coupe longitudinale d'une variante de l'enveloppe entourant les connexions frontales. fige 4 est une vue d'une bobine complètement en- veloppée ayant des connexions conformes à celles de fige 1 à l'extérieur du paquet de tôles. fige 5 est une coupe transversale plus grande échelle d'une partie du stator comportant des rainures fer- bées (a) et des rainures demi-ouvertes (b). fig. 6 est une coupe longitudinale partielle du moteur, d'une autre variante de l'enveloppe. fige 7 est une vue perspective d'une partie de l'en- veloppe isolante représentée en fig. 6. fig.
8 est un plan de fige 7,et fige 9 est une coupe transversale à plus grande échelle d'une partie du stator du moteur.
Tel qu'il est représenté en fige 1,le moteur 1 com-
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porte un stator 2 portant un enroulement à bobines 3, ainsi qu'un roter en court-circuit 4. Chaque bobine est constituée par des fils métalliques 5, normalement isolés et imprégnés, en- tourés de toutes parts par une enveloppe 6 étanche aux liqui- des. Une partie de cette enveloppe a la forme de petits tubes 7 qu'on engage dans les rainures du stator avant la mise en place de l'enroulement on fait ensuite passer les fils d'en- roulement à travers ces petits tubes 7. La deuxième partie 8 de l'enveloppe 6 est placée autour des connexions frontales d'une ou plusieurs bobines et reliée à la première partie 7 d'une façon étanche à l'eau.
On peut entourer extérieurement ces bobines d'étoupe 9 et les imprégner de résine artificiel- le, de telle façon que l'enroulement présente une couche ex- térieure aynt la dureté du verre. Entre l'enveloppe 6 et l'étoupe imprégnée 9, on peut aus si appliquer une mince cou- che de vernis ou de matière analogue protégeant l'enveloppe 6 des bobines contre l'action de l'imprégnation.
Dans le cas de rainures fermées comme les rainures de fige 5, on introduit un petit tube fermé sur tout son pourtour et entouré extérieurement d'étoupe, en le plaçant de telle façon qu'il fasse de chaque côté saillie hors du paquet de tôles. Pour constituer l'enroulement, on fait pas- ser les fils métalliques des bobines à travers ces petits tubes et on les enveloppe avec des bandages, sur leurs par- ties frontales, comme pour les bobines normales.
Lorsqu'il s'agit de rainures demi-ouvertes comne les rainures b de fig. 5, on peut éviter le passage des fils de bobines à travers les tubes en fendant du côté du paquet de tôles , les petits tubes à introduire dans les rainures du côté et en introduisant les fils de bobines, eu moment de l'en- roulement, à travers la fente ainsi produite. On recouvre en- suite les arêtes de coupe des petits tubes et on lesréunit entre elles et avec la couche frontale.
Dans l'exemple de réalisation des fige 6 à 9, l'en- veloppe de fermeture forme deux compartiments frontaux 12 et
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14 destinées à contenir les connexions frontales 15 de l'en- roulement; elle comporte, en nombre correspondant à celui des rainures, des petits tubes 13 qui retient entre elles les par- ties frontales 22 et 24 et qui débouchent dans les comparti- ments frontaux 12 et 14 d'une façon étanche à l'eau. La cou- che enveloppante peut être faite en une seule pièce à partir d'une matière première isolante ou élastique, ou devenant élas- tique par chauffage, de préférence du cellon ou du caoutchouc vulcanisé.
Les parties frontales 22 et 24 peuvent être faites (fig. 7) sous forme de cannelures ouvertes ou de disques annu- laires circulaires dont les bords sont réunis d'une façon étan- che à l'eau lorsque l'enroulement est terminé. On obtient ain- siune cage creuse fermée de toutes parts dans laquelle les enroulements peuvent être noyés.
Les bords des cannelures constituant les comparti- ments frontaux peuvent aussi être réunis entre eux au moyen d'une pièce intermédiaire faite à part. Ce mode de jonction présente l'avantage de permettre facilement une réunion amo- vible des bords.
Lorsqu'on utilise une enveloppe isolante élastique, les bords des deux cannelures constituant les compartiments frontaux peuvent être rabattus extérieurement pendant le bo- binage de telle façon que les connexions frontales soient li- brement accessibles de toutes parts. Il est ainsi possible de faire l'enroulement comme pour les moteurs ouverts, c' est à dire que les connexions frontales peuvent au besoin être entou- rées de bandages, Pennies et renforcées. Après la mise en pla- ce de l'enroulement, on imprègne le moteur et on le sèche com- me d'habitude. On replie ensuite les uns sur les autres les bords des deux compartiments 12 et 14 ou bien on les réunit entre eux de toute autre façon étanche à l'eau.
On peut ainsi vérifier l'étanchéité de l'enveloppe isolante au moyen d'une faible pression d'air. 1,6 cet effet, on replie les uns sur les autres les bords des compartiments @
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12 et 14 et on les presse hermétiquement les uns sur les au- tres au moyen d'une pince 19 (fig. 6, en haut). L'arrivée de l'air a lieu au moyen de petits tubes 16 et 17 reliés au compartiment frontal 12. Lorsque l'essai d'étanchéité a donné des résultats satisfaisants, on enlève les pinces 19, on rabat extérieurement les bords des compartiments et on met l'enroulement en place.
Pour les moteurs comportant des rainures demi-ou- vertes, l'enveloppe isolante peut être préparée à part du moteur et son étanchéité peut être vérifiée au moyen d'une pression d'air. Les petits tubes 13 sont ensuite un peu apla- tis, comme on le voit en fig. 9, et introduits dans les rai- nures à travers les fentes.
Le cellon ou le caoutchouc vulcanisé qui constitué l'enveloppe isolante peuvent supporter des déformations dans des limites très étendues mais il faut tenir compte de ce que de grands allpngements ne sont pas favorables pendant ces déformations. Dans la constitution des compartiments frontaux on a ténu compte de cette circonstance en retournant la paroi extérieure du compartiment frontal autour des connexions latérales ainsi qu'on le voit par la forme du compartiment 12 de la figure 6 , tandis que la paroi extérieure va, sans cour- bure sensible, jusqu'au point de jonction des bords.
Il eat ainsi possible de rabattre intérieurement et de replier la paroi intérieure du compartiment frontal au moment de la mise en place de l'enroulement pour rendre les connexions frontales et les rainures accessibles tout à fait librement. ne
On peut obtenir une jonction sûre des bords qu'en exerçant à cet effet une pression mécanique sur le point de jonction, mais pour celà un support solide est indispensable.
Ce support peut être constitué par un anneau en métal ou en carton imprimé monté sur les têtes d'enroulement, entre celles cm et le point de jonction,,des bords. Les bords à réunir peu- vent alors être pressés sur cet anneau au moyen de bandages ou de pinces telles que les pinces 19 de fig. 6. L'anneau et
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les pinces présentent encore l'avantage supplémentaire d'as- surer une bonne évacuation de la chaleur dégagée dans les enroulements.
Le compartiment frontal 14 comporte un petit tube 18 pour le fil d'arrivée à l'enroulement, ce tube débouchant d'une façon étanche à l'eau dans un coffret à bornes non re- présenté monté sur le moteur.
Les cavités d'air qui se trouvent à l'intérieur de l'enveloppe isolante peuvent être remplies d'une matière coulée ou de caoutchouc, cette matière ayant une résistance mécanique assez grande et assurant une plus grande étanchéité de l'enveloppe à l' e au .
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Device for manufacturing a liquid-tight winding for the stator of submerged electric motors.
Electric motors are already known capable of operating below the level of a liquid under conditions such as the stator as well as the rotor are completely covered with liquid. The stator winding of these known motors consists of coils ready-made on a template and constituting in themselves liquid-tight units. However, this constitution of the windings requires a relatively large diameter for the perforations, which is the cause. of difficulties, especially when it comes to lengthened engines.
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The present invention relates to a device for manufacturing a liquid-tight submersible electric motor stator winding, this device not having the drawbacks of the prior arrangements and being particularly suitable for motors of which the rotor has a high speed. small diameter. In accordance with the invention, this result is obtained with the aid of a casing completely surrounding the winding consisting of small tubes and casing portions equal in number to that of the grooves, the small tubes being placed at the bottom. The interior of the grooves and the casing portions serving to contain the front connections. and being connected to the small tubes in a liquid-tight manner.
The accompanying drawings show, by way of non-limiting examples, various embodiments of the object of the invention.
In these drawings: fig 1 is a longitudinal section and fig. 2 a transverse soup of an electric motor. fig. 3 is a longitudinal section of a variant of the casing surrounding the front connections. Pin 4 is a view of a fully encased coil having connections conforming to those of pin 1 on the outside of the sheet metal pack. Fig. 5 is an enlarged cross-section of a part of the stator having closed grooves (a) and half-open grooves (b). fig. 6 is a partial longitudinal section of the engine, of another variant of the casing. Fig. 7 is a perspective view of a part of the insulating casing shown in fig. 6. fig.
8 is a plane of fig 7, and fig 9 is a cross section on a larger scale of part of the stator of the motor.
As shown in fig 1, motor 1 com-
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carries a stator 2 carrying a winding with coils 3, as well as a roter in short-circuit 4. Each coil consists of metal wires 5, normally insulated and impregnated, surrounded on all sides by a casing 6 sealed against liquids. - of. Part of this envelope has the form of small tubes 7 which are engaged in the grooves of the stator before the winding is put in place. The winding wires are then passed through these small tubes 7. The second part 8 of the casing 6 is placed around the front connections of one or more coils and connected to the first part 7 in a waterproof manner.
These tows 9 can be surrounded on the outside and impregnated with artificial resin, so that the winding has an outer layer as hard as the glass. Between the envelope 6 and the impregnated tow 9, it is also possible to apply a thin layer of varnish or similar material protecting the envelope 6 of the coils against the action of impregnation.
In the case of closed grooves such as the pin grooves 5, a small tube is introduced which is closed all around its periphery and surrounded on the outside with tow, placing it in such a way that it protrudes from the bundle of sheets on each side. To constitute the winding, the metal wires of the coils are passed through these small tubes and they are wrapped with bandages, on their front parts, as for normal coils.
When it comes to half-open grooves comne the grooves b of fig. 5, the passage of coil wires through the tubes can be avoided by slitting on the side of the sheet bundle, the small tubes to be introduced into the grooves on the side and by inserting the coil wires at the time of winding. , through the slit thus produced. The cutting edges of the small tubes are then covered and joined together and with the front layer.
In the exemplary embodiment of figs 6 to 9, the closing envelope forms two front compartments 12 and
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14 intended to contain the front connections 15 of the winding; it comprises, in number corresponding to that of the grooves, small tubes 13 which retain the front parts 22 and 24 between them and which open into the front compartments 12 and 14 in a watertight manner. The enveloping layer may be made in one piece from an insulating or elastic raw material, or becoming elastic upon heating, preferably cellon or vulcanized rubber.
The fronts 22 and 24 can be made (Fig. 7) as open flutes or circular annular discs the edges of which are joined in a watertight fashion when winding is complete. A hollow cage is thus obtained which is closed on all sides in which the windings can be embedded.
The edges of the grooves constituting the front compartments can also be joined together by means of an intermediate piece made separately. This method of joining has the advantage of easily allowing a removable joining of the edges.
When using an elastic insulating envelope, the edges of the two grooves constituting the front compartments can be folded outwardly during winding so that the front connections are freely accessible from all sides. It is thus possible to do the winding as for open motors, ie the front connections can be wrapped with tires, pennies and reinforced if necessary. After the winding has been installed, the motor is impregnated and dried as usual. The edges of the two compartments 12 and 14 are then folded over on top of each other or else they are joined together in any other waterproof manner.
It is thus possible to check the tightness of the insulating casing by means of a low air pressure. 1.6 For this purpose, we fold the edges of the compartments on top of each other @
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12 and 14 and they are hermetically pressed against each other by means of a clamp 19 (fig. 6, above). The air is brought in by means of small tubes 16 and 17 connected to the front compartment 12. When the leaktightness test has given satisfactory results, the clamps 19 are removed, the edges of the compartments are folded out externally and we put the winding in place.
For motors with half-open grooves, the insulating jacket can be prepared separately from the motor and its tightness can be checked by means of air pressure. The small tubes 13 are then a little flattened, as seen in fig. 9, and introduced into the grooves through the slots.
The cellon or the vulcanized rubber which constitutes the insulating envelope can withstand deformations within very wide limits, but it must be taken into account that large allowances are not favorable during these deformations. In the constitution of the front compartments, account has been taken of this circumstance by turning the outer wall of the front compartment around the side connections as can be seen by the shape of the compartment 12 in figure 6, while the outer wall goes, without noticeable curvature, up to the junction of the edges.
It is thus possible to fold up internally and to fold back the internal wall of the front compartment at the time of the installation of the winding to make the front connections and the grooves accessible completely freely. born
A secure junction of the edges can be obtained only by exerting mechanical pressure on the junction point for this purpose, but for this a solid support is essential.
This support can be constituted by a metal or printed cardboard ring mounted on the winding heads, between those cm and the junction point ,, of the edges. The edges to be joined can then be pressed onto this ring by means of bandages or pliers such as pliers 19 of FIG. 6. The ring and
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the clamps also have the additional advantage of ensuring good evacuation of the heat given off in the windings.
The front compartment 14 comprises a small tube 18 for the incoming wire for winding, this tube opening out in a watertight manner into a terminal box, not shown, mounted on the motor.
The air cavities which are inside the insulating casing can be filled with a casting material or with rubber, this material having a fairly high mechanical strength and ensuring greater sealing of the casing to the air. e to.