FR2892573A1

FR2892573A1 - Procede pour braser une barre a torons et une barre pleine et connexion a boucle serie.

Info

Publication number: FR2892573A1
Application number: FR0654435A
Authority: FR
Inventors: David R Burgoon; Graig Wroblewski; J Thad Henley; Waheed Tony Mall; Jerry H Randall
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2005-10-25
Filing date: 2006-10-23
Publication date: 2007-04-27
Anticipated expiration: 2026-10-23
Also published as: FR2892573B1; GB2431778B; CA2563604C; US7449808B2; CA2563604A1; GB0621008D0; AU2006230660A1; AU2006230660B2; GB2431778A; US20070090715A1; JP4955364B2; JP2007124891A

Abstract

Une connexion à boucle série de barres de stator comprend une barre de stator pleine (132) et une barre de stator à torons (134) disposées dans une encoche de stator de telle sorte que l'une des barres soit disposée comme étant une barre supérieure et que l'autre des barres soit disposée comme étant une barre inférieure dans l'encoche. Une première plaque latérale (136) est brasée au voisinage d'une première extrémité de celle-ci à un premier côté d'une extrémité de la barre pleine (132), et, au voisinage d'une deuxième extrémité de celle-ci, à un premier côté de la barre à torons (134). De plus, une deuxième plaque latérale (136) est brasée au voisinage d'une première extrémité de celle-ci à un deuxième côté de l'extrémité de la barre pleine (132), et, au voisinage d'une deuxième extrémité de celle-ci, à un deuxième côté de la barre à torons (134).

Description

Procédé pour braser une barre à torons et une barre pleine et connexion à

boucle série

Après l'assemblage de barres de stator (durant l'enroulement du stator), une connexion à boucle série des barres supérieure à inférieure doit être effectuée. Une technique, appelée brasage de torons à torons, est une procédure pour braser des boucles série d'une configuration de torons à torons. Après l'assemblage des barres de stator et durant l'enroulement du stator, les torons supérieur et inférieur sont coupés à leur taille, incurvés en position et brasés couche par couche. Des exemples de cette technique sont illustrés dans les figures 1 à 5. Si l'on se réfère aux figures 1 à 3, deux torons intérieurs 10 sont incurvés vers le bas à partir de la barre supérieure dans leur position et coupés avec des dispositifs de coupe spéciaux. Deux torons intérieurs 12 à partir de la barre inférieure sont ensuite incurvés en position afin de chevaucher les torons supérieurs 10 et coupés. Le chevauchement minimal des torons brasés est d'environ trois fois l'épaisseur du toron, par exemple d'au moins environ 9,4 mm (0,37 pouce). Le chevauchement est toujours rendu supérieur ou égal à la largeur du cuivre qui est brasé. Les brasages sont effectués sur un arc d'approximativement 90 degrés (figure 1), bien que cet angle puisse être limité à l'espace accessible pour l'équipement de brasage. L'espace entre des jeux consécutifs de brasures est nominal, compris par exemple entre 2,286 mm (0,090 pouce) et 4,064 mm (0,160 pouce). Lors du brasage d'un raccord, il est séparé des raccords précédents par une lame de mica 14. En conséquence, une séparation radiale entre des raccords adjacents mesure, par exemple, un maximum de 0,762 mm (0,03 pouce), y compris l'épaisseur du séparateur en mica. Avant le brasage, un ruban d'alliage de brasage 16 est centré dans la zone de chevauchement devant être brasée. Pour des raccords d'un toron à un autre toron, le ruban d'alliage de brasage est inséré comme illustré dans les figures 2 et 3. Les brasures peuvent avoir une largeur de 1, de 2 ou de 4 torons. Pour des raccords de 2 torons sur 2 torons, comme illustré dans les figures 4 et 5, le ruban d'alliage de brasage 16 est inséré afin de couvrir toutes les zones devant être brasées. Les huit torons sont brasés en une opération, sur une largeur de deux et une profondeur de quatre. Un élément de fixation de brasage ou des pinces sont disposés pour que les torons chevauchés soient maintenus fermement et en alignement, et en exerçant une pression suffisante pour provoquer l'écoulement de l'alliage de brasage disposé au préalable 16 et pour lui faire remplir le raccord lorsqu'il fond quand la chaleur est appliquée. De la chaleur est appliquée de telle sorte que le raccord soit chauffé rapidement, mais régulièrement, à une température de brasage comprise entre 700 C et 740 C (entre 1292 F et 1364 F). L'ensemble atteint la température correcte lorsque les torons sont d'une couleur rouge cerise terne et que l'alliage de brasage disposé au préalable s'écoule. De l'alliage de brasage délivré par l'avant peut être ajouté selon les besoins pour assurer que le raccord soit efficacement rempli, mais pas en quantité suffisante pour former des gouttes de débordement. On laisse ensuite l'ensemble se refroidir et se solidifier, après quoi la pression est relâchée, et il est inspecté visuellement. Comme cela apparaît de façon évidente, le brasage de torons à torons assure une grande souplesse, parce que les barres peuvent être coupées à leur taille selon les besoins durant l'enroulement, mais l'assemblage demande du temps, et est par conséquent coûteux. Une autre technique de brasage pour des connexions série est désignée sous le nom de brasage à étape unique, et celle-ci est utilisée pour réaliser des boucles série dans un générateur enroulé avec des barres de stator à torons pleins. Avec cette technique, un premier processus de brasage est effectué durant la fabrication des barres de stator pour rendre pleines les extrémités d'ensembles de barres à torons. Un deuxième processus de brasage est ensuite effectué après l'assemblage des barres de stator (durant l'enroulement du stator) pour achever les connexions à boucles série des barres supérieure à inférieure. Comme le procédé n'utilise qu'un seul brasage par boucle série lors de l'assemblage, il a été appelé procédé de brasage à une étape ou à étape unique. Pour braser des torons pleins à des connexions de phase pleines (non représentées), une bande de raccord de connexion pleine est utilisée pour prendre les torons en sandwich, à l'aide d'une plaque de cuivre d'un côté des torons pleins, et de la bande de raccord de connexion de l'autre côté. Des boucles de barre à barre (série), comme illustré de façon schématique en figure 6, comportent une plaque de cuivre 36 de chaque côté des torons pleins 34, 36 afin de former un sandwich, et sont brasées sous la forme d'une unité. Par conséquent, deux plaques 36 sont assemblées entre des barres supérieure et inférieure 32, 34, comme illustré, et des pinces (non représentées) sont utilisées pour maintenir les plaques en place. Le brasage est effectué en chauffant la zone autour de la barre supérieure radialement intérieure 32 en premier jusqu'à ce que la température de brasage soit atteinte (couleur rouge terne û 732, 2 C (1350 F)) et en ajoutant de l'alliage de brasage autour des quatre côtés du raccord pour chaque plaque. Ensuite, l'installateur passe aux autres extrémités des plaques sur la barre inférieure 34 (la barre de stator logée en bas de l'encoche), et achève cette partie du brasage de la même façon. Comme illustré en figure 7, pour braser une barre de stator non-pleine 20 à une bande de raccord de connexion de phase pleine, l'ensemble de torons 20 est reçu entre la bande de raccord de connexion de phase 22 et une plaque de d'appui 24. Un alliage de brasage (feuilles et tige) 26 entre les rangées de torons, entre les rangées de torons et la bande de raccord et la plaque, respectivement, et entre la bande de raccord 22 et la plaque, rendent plein l'ensemble axialement et radialement sur la totalité du raccord. Comme indiqué ci-dessus, le brasage de torons à torons présente une certaine souplesse par rapport au brasage à étape unique, mais à un coût accru. Dans un exemple de réalisation de l'invention, un brasage d'une barre à torons à une barre pleine est proposé pour réaliser les économies de coûts associées à la connexion de torons pleins et la souplesse offerte par des barres de stator non-pleines. Par conséquent, l'invention peut être mise en oeuvre dans un procédé pour former une connexion à boucle série de barres de stator comprenant les étapes consistant à : disposer une barre de stator pleine et une barre de stator à torons ; braser une première plaque latérale au voisinage d'une première extrémité de celle- ci à un premier côté d'une extrémité de ladite barre pleine ; braser une deuxième plaque latérale au voisinage d'une première extrémité de celle- ci à un deuxième côté de ladite extrémité de ladite barre pleine ; installer lesdites barres dans une encoche de stator de telle sorte que l'une desdites barres soient disposées comme étant une barre supérieure et que l'autre desdites barres soit disposée comme étant une barre inférieure dans ladite encoche ; disposer les torons de ladite barre à torons entre des deuxièmes extrémités desdites plaques latérales ; disposer un alliage de brasage entre lesdites plaques latérales et lesdits torons de ladite barre à torons au voisinage de deuxièmes extrémités desdites plaques latérales ; et braser lesdites plaques latérales à ladite barre à torons, de façon à connecter ainsi en série ladite barre à torons à ladite barre pleine. Dans un mode de réalisation, le procédé comprend de plus, après ladite étape f), une étape consistant à couper les extrémités desdits torons de ladite barre à torons qui s'étendent au-delà des plaques latérales. Dans un mode de réalisation, dans l'étape d), ladite barre pleine est disposée sous la forme d'une barre supérieure radialement intérieure dans ladite encoche de stator.

Dans un mode de réalisation, lesdites étapes de brasage b) et c) sont effectuées par chauffage desdites plaques latérales et de ladite extrémité respective de ladite barre pleine. Dans un mode de réalisation, le chauffage se fait avec un chalumeau. Dans un mode de réalisation, lesdites étapes de brasage b) et c) sont effectuées simultanément. Dans un mode de réalisation, lesdites étapes de brasage b) et c) sont effectuées avant ladite étape d'installation d). Dans un mode de réalisation, ladite barre pleine est rendue pleine dans une usine avant d'être délivrée sur le terrain de telle sorte que l'extrémité de la barre pleine soit intégrée sous la forme d'une extrémité pleine comportant des première et deuxième faces latérales et une face d'extrémité. L'invention peut également être mise en oeuvre dans une connexion à boucles série de barres de stator comprenant : une barre de stator pleine et une barre de stator à torons disposée dans une encoche de stator de telle sorte que l'une desdites barres soit disposée comme étant une barre supérieure et que l'autre desdites barres soit disposée comme étant une barre inférieure dans ladite encoche ; une première plaque latérale brasée au voisinage d'une première extrémité de celle-ci à un premier côté d'une extrémité de ladite barre pleine, et, au voisinage d'une deuxième extrémité de celle-ci, à un premier côté de ladite barre à torons ; une deuxième plaque latérale brasée au voisinage d'une première extrémité de celle-ci à un deuxième côté de ladite extrémité de ladite barre pleine, et, au voisinage d'une deuxième extrémité de celle-ci, à un deuxième côté de ladite barre à torons ; grâce à quoi ladite barre à torons est connectée en série à ladite barre pleine. Dans un mode de réalisation, ladite barre pleine est disposée comme étant une barre supérieure radialement intérieure dans ladite encoche de stator. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée suivante, faite en référence aux dessins joints, dans lesquels : la figure 1 est une vue en élévation schématique d'une boucle série de torons à torons illustrant un brasage de torons à torons ; la figure 2 est une vue agrandie d'une partie de la figure 1 ; la figure 3 est une vue en coupe prise le long de la ligne 3-3 de la figure 2 ; la figure 4 est une vue similaire à la figure 2, illustrant un brasage de deux torons à deux torons; la figure 5 est une vue en coupe prise le long de la ligne 5-5 de la figure 4 ; la figure 6 est une vue en élévation schématique d'une connexion série à brasage à étape unique ; la figure 7 est une vue en perspective d'un brasage d'une barre de stator non-pleine à une bande de raccord de connexion ; la figure 8 est une vue en élévation schématique d'un brasage d'une barre à torons à une barre pleine constituant un exemple de réalisation de l'invention ; la figure 9 est une vue en perspective schématique d'une barre pleine et d'une barre à torons après qu'elles aient été installées dans une encoche de stator, dans un exemple de réalisation de l'invention ; la figure 10 est une vue en perspective schématique montrant les conducteurs à torons de la barre à torons incurvée vers le haut et entre les plaques de raccord ; et la figure 11 est une vue en perspective schématique montrant l'ensemble de la figure 10 après que les conducteurs à torons en excès aient été coupés à niveau avec les plaques de raccord. Le brasage de barres de stator de torons à torons offre une certaine souplesse par rapport au brasage à étape unique, mais augmente les coûts de production. Pour réduire le coût du brasage de barres de stator tout en préservant la souplesse, un brasage d'une barre à torons à une barre pleine est proposé pour pouvoir réaliser des économies de coûts par rapport au brasage de torons à torons, tandis que la souplesse est assurée par rapport au brasage à étape unique. De ce point de vue, l'utilisation d'une barre à torons permet à l'installateur de compenser le défaut d'alignement entre les barres supérieure et inférieure grâce à la souplesse des torons. Dans un exemple de réalisation de l'invention, des barres de stator supérieures 132 sont rendues pleines en usine, et comportent deux plaques latérales 136, par exemple des plaques de raccord en cuivre, brasées sur celles-ci. Par contre, les barres inférieures 134 restent à torons. Si l'on se réfère aux figures 8 à 1l, lorsque les barres 132, 134 sont reçues sur le terrain, les barres inférieure et supérieure sont installées dans le stator 100. L'opérateur délivre ensuite les torons inférieurs 130 entre les plaques latérales 136 s'étendant à partir des barres pleines supérieures 132. Dans l'exemple illustré, une broche ou boulon 138 est délivrée à travers des trous alignés 140 dans les plaques 136 afin de maintenir les torons incurvés en place. L'opérateur dispose ensuite un alliage 116 entre les colonnes de torons, et entre les colonnes de torons et les plaques adjacentes, et l'excès 142 des conducteurs à torons 130 est coupé à niveau avec les plaques de raccord 136. Le raccord ainsi formé (figure 11) est serré et brasé au chalumeau, tout en délivrant un alliage de brasage si et quand cela est nécessaire, de telle sorte que les torons de la barre inférieure (dans cet exemple de réalisation) soient fixés par l'intermédiaire des plaques à la barre supérieure (dans cet exemple de réalisation) afin d'achever la connexion série. On peut utiliser soit un chalumeau à embout unique soit un chalumeau à deux embouts. La taille du chalumeau et le nombre des embouts dépendra de la quantité de chaleur nécessaire pour amener les composants en cuivre à une température de brasage. Un chalumeau de modèle Harris série 50-10 avec deux embouts à rosette est utilisé dans un exemple de réalisation. Bien que l'invention ait été décrite en relation avec ce qui est actuellement considéré comme étant la réalisation la plus pratique et préférée, on doit comprendre que l'invention n'est pas limitée à la réalisation décrite.

LISTE DES PARTIES

Torons intérieurs à partir de la barre supérieure 10 Torons intérieurs à partir de la barre inférieure 12 Lame de mica 14 Ruban en alliage de brasage 16 Barres de stator non-pleines 20 Bande de raccord de connexion de phase 22 Plaque d'appui 24 Alliage de brasage 26 Torons 28 Barres supérieure et inférieure de torons qui ont été rendus pleins 32, 34 Plaque de cuivre 36 Stator 100 Alliage 116 Torons inférieurs 130 Barre de stator supérieure pleine 132 Deux plaques latérales/plaques de raccord en cuivre 136 Barre inférieure à torons 134 Broche ou boulon 138 Trous 140 Excès 142 des conducteurs à torons

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé pour former une connexion à boucle série de barres de stator, comprenant les étapes consistant à : a) disposer une barre de stator pleine (132) et une barre de stator à torons (134) ; b) braser une première plaque latérale (136) au voisinage d'une première extrémité de celle-ci à un premier côté d'une extrémité de ladite barre pleine (132) ; c) braser une deuxième plaque latérale (136) au voisinage d'une première extrémité de celle-ci à un deuxième côté de ladite extrémité de ladite barre pleine (132) ; d) installer lesdites barres (132, 134) dans une encoche de stator de telle sorte que l'une desdites barres soit disposée comme étant une barre supérieure et que l'autre desdites barres soit disposée comme étant une barre inférieure dans ladite encoche ; e) disposer les torons (130) de ladite barre à torons (134) entre des deuxièmes extrémités desdites plaques latérales ; f) disposer un alliage de brasage (116) entre lesdites plaques latérales et lesdits torons de ladite barre à torons au voisinage de deuxièmes extrémités desdites plaques latérales ; et g) braser lesdites plaques latérales à ladite barre à torons, de façon à connecter ainsi en série ladite barre à torons (134) à ladite barre pleine (132).

2. Procédé selon la revendication 1, comprenant de plus, après ladite étape f), une étape consistant à couper les extrémités desdits torons de ladite barre à torons qui s'étendent au-delà des plaques latérales.

3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, dans l'étape d), ladite barre pleine est disposée sous la forme d'une barre supérieure radialement intérieure dans ladite encoche de stator.

4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lesdites étapes de brasage b) et c) sont effectuées par chauffage desdites plaques latérales et de ladite extrémité respective de ladite barre pleine.

5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le chauffage se fait avec un chalumeau.

6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lesdites étapes de brasage b) et c) sont effectuées simultanément.

7. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lesdites étapes de brasage b) et c) sont effectuées avant ladite étape d'installation d).

8. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ladite barre pleine est rendue pleine dans une usine avant d'être délivrée sur le terrain de telle sorte que l'extrémité de la barre pleine soit intégrée sous la forme d'une extrémité pleine comportant des première et deuxième faces latérales et une face d'extrémité.

9. Connexion à boucle série de barres de stator, comprenant : une barre de stator pleine (132) et une barre de stator à torons (134) disposées dans une encoche de stator de telle sorte que l'une desdites barres soit disposée comme étant une barre supérieure et que l'autres desdites barres soit disposée comme étant une barre inférieure dans ladite encoche ; une première plaque latérale (136) brasée au voisinage d'une première extrémité de celle-ci à un premier côté d'une extrémité de ladite barre pleine (132), et, au voisinage d'une deuxième extrémité de celle-ci, à un premier côté de ladite barre à torons (134) ; une deuxième plaque latérale (136) brasée au voisinage d'une première extrémité de celle-ci à un deuxième côté de ladite extrémité de ladite barre pleine (132), et, au voisinage d'une deuxième extrémité de celle-ci, à un deuxième côté de ladite barre à torons (134) ; grâce à quoi ladite barre à torons est connectée en série avec ladite barre pleine.

10. Connexion à boucle série de barres de stator selon la revendication 9, dans laquelle ladite barre pleine est disposée comme étant une barre supérieure radialement intérieure dans ladite encoche de stator.