<Desc/Clms Page number 1>
BREVET D'INVENTION Machines électriques dont l'enroulement statorique comporte des conducteurs individuels à isolement imperméable à l'eau.
La présente invention a trait à un moteur électrique préférablement disposé au sein d'un liquide, notamment à un moteur pour pompe immergée. Dans de telles machines, il est difficile de protéger l'enroulement statorique d'une manière efficace contre le contact avec l'eau qui pénètre dans l'appareil. Si lt on enferme le moteur d'une manière parfaitement étanohe au liquide, la traversée des bouts d'arbre exige des
<Desc/Clms Page number 2>
presse-étoupe vraiment efficaces; l'eau ayant pu pénétrer dans l'appareil doit être évacuée par pompage.
Si l'entrée d'eau doit être empêchée par une pression d'air ou d'huile intérieure, le remplissage d'air ou d'huile doit constamment être complété; de plus, dans le cas d'un remplissage d'huile, les fentes éventuelles peuvent souiller l'eau pompée par l'appareil. On a également déjà essayé de gainer l'enroulement statorique seul par des moyens spéciaux d'une manière imperméable aux liquides, ou d'enrober complètement l'enroulement monté dans un matériau isolant duroissant. Le premier de ces deux procédés est assez difficile, et le deuxième est peu sur, en raison de la tendance au fendillement de ce matériau isolant.
On a également essayé de faire fonctionner le rotor dans l'eau et de protéger le stator contre la pénétration de l'eau, au moyen d'un manchon étanche disposé entre stator et rotor ; en raison de l'accroissement de l'entrefer entre stator et rotor, cette disposition entraîne une augmentation de la résistance magnétique et, partant, une diminution de rendement du moteur. On a encore proposé de placer l'ensemble de la bobine dans des enveloppes isolantes, notamment dans des enveloppes en caoutchouc, assemblés ensuite de manière étanohe par vulcanisation. En plus de sa complication, ce procédé présente encore l'inconvénient de n'offrir une sécurité réelle contre la péné- t rat ion de l'eau qu'en cas d'exécution trèssoignée.
Suivant une autre proposition, la tension amenée à un moteur, rempli de liquide, est abaissée à une très faible valeur au moyen de,transformateurs. On peut aussi, dans des moteurs remplis d'eau, munir chaque fil de l'enroulement d'un isolement correspondant à la tension totale de fonctionnement,
<Desc/Clms Page number 3>
mais le logement des fils dans les rainures offre alors de grandes difficultés. Pour arriver à un facteur de remplissage de rainure aussi élevé que possible, on a, dans un moteur connu, élargi considérablement les rainures du stator, en diminuant leur nombre, d'ou. résultent une dispersion importante, un mauvais faoteur de puissance et d'autres in- convénients.
Dans la maohine remplie de liquide qui constitue l'objet de la présente invention, on emploie également un enroulement composé de fils ou câbles individuels isolés chacun au moyen de caoutchouc ou analogue, contre la tension totale de fonctionnement.
Conformément à l'invention, la densité de courant dans les conducteurs d'enroulement est augmentée, par rapport aux machines connues jusqu!à, présent, dans lesquelles cette densité variait entre 6,5 et 8,5 amp/mm2, et portée, en régime permanent, à une valeur au moins double, notamment à une valeur 3,5 à 6 fois supérieure, et, en régime transitoire, à une valeur pouvant atteindre 3,5 à 10 fois celle pratiquée jusqu'à présent ;
par ailleurs,.on conserve sensiblement las largeurs de rainures et le nombre de rainures habituels aux machines fonctionnant à sec-
L'invention conduit au résultat inattendu que, malgré les constantes de rainures presqu'identiques à celles des machines fonctionnant à sa , l'accroissement de la densité de courant influe à peine sur la dispersion et sur le facteur de puissance, et que malgré la forte épaisseur d'isolant sur les différents conducteurs, l'efficacité du refroidissement de la machine est telle que l'élévation de température ne représente que le quart environ des valeurs don-
<Desc/Clms Page number 4>
nées par les machines habituelles.
On obtient par ailleurs l'avantage d'une réduction de l'espace de rainure nécessaire à la moitié environ de sa valeur ; il en résulte que le diamètre extérieur du moteur peut être réduit du double de la profondeur de rainure. On obtient ainsi une construction très compacte, particulièrement intéressante eu égard au faible diamètre des forages dans lesquels de tels moteurs sont engagés. ha disposition conforme à l'invention conduit à une économie de fer d'environ un tiers et à une économie de cuivre d'environ deux t iers.
L'invention s'avère également comme très intéressante dans les cas où, jusqu'à présent, une petite pompe était remplaoée par une plus grande; il fallait dans ce cas prévoir également un moteur plus puissant. Dans les cas où le moteur avait fonctionné sous une densité de courant moyenne, ce remplacement peut être évité, en augmentant sa puissance conformément à celle de la pompe , par un accroissement de la densité de courant dans les conducteurs de l'enroulement.
L'invention va être décrite ci-après en détail en se référant au dessin annexé qui en représente, schématiquement et à titre d'exemple aucunement limitatif, un mode de réalisation ; dans ces dessins: la fig. 1 est une coupe longitudinale de la machine, et la fig. 2 est une coupe transversale d'une rainure de stator d'un moteur fonctionnant à sec et d'un moteur rempli d'eau.
Dans la fig. 1, la référence 1 désigne la carcasse du stator, complètement emplie d'eau et portant les deux paliers d'extrémité 3 .--- , fixés par soudure. La référence 3 désigne
<Desc/Clms Page number 5>
le paquet de tôles du stator dont l'enroulement 4 se compose de fils individuellement isolés par des enveloppes imper- méables à l'eau. Le rotor 5 qui tourne dans l'eau est calé sur un arbre 6 lequel repose par uneeextrémité dans l'élargissement 7 en forme de cloche, tandis que son autre extrémité traverse librement le raccord tubulaire protégeant le câble d'alimentation contre l'arbre et est tourillonnée dans le corps de pompe situé au-dessus.
La fige 2 montre comparativement la rainure 9 d'un moteur fonctionnant à sec et la rainure 10 d'un moteur agencé comme indiqué à la fig. l, et oontenant des conducteurs à isolement imperméable à l'eau.
Dans le mode de réalisation figuré, la rainure du moteur noyé est un peu plus profonde que celle du moteur sec; mais si la densité de courant est portée à une valeur 3,5 à 6 fois supérieure, les rainures du moteur noyé peuvent, le cas échéant, avoir une profondeur inférieure à celle des rainures du moteur seo. Dans le stator, le fond de rainure se rapproche alors de l'entrefer davantage que dans le moteur sec, et le diamètre du circuit magnétique et de la carcasse du stator peut ainsi être sensiblement réduit. En raison de la petitesse des rainures, la dispersion de rainures est également diminuée. Malgré le densitéélevée du courant, le moteur supporte les surcharges habituelles sans donner lieu à des échauffements nuisibles.