FR2894408A1

FR2894408A1 - CONNECTING THE EXCITATOR OF AN ELECTRIC MACHINE

Info

Publication number: FR2894408A1
Application number: FR0512422A
Authority: FR
Inventors: Cyril Moya
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 2005-12-07
Filing date: 2005-12-07
Publication date: 2007-06-08
Anticipated expiration: 2025-12-07
Also published as: FR2894408B1; WO2007065929A1

Abstract

L'invention concerne le raccordement de l'excitatrice d'une machine électrique. L'invention est particulièrement adaptée à une machine électrique synchrone utilisée en génératrice.La machine électrique comprend un rotor comportant au moins une bobine excitatrice et des moyens de redressement d'un courant généré par la bobine. La bobine et les moyens de redressement sont raccordés entre eux à l'aide d'au moins une pièce de connexion (50) rigide. Un fil de sortie de la bobine excitatrice est brasé sur la pièce de connexion (50). La pièce de connexion (50) est raccordée de façon amovible sur deux points d'entrée des moyens de redressement.The invention relates to the connection of the exciter of an electric machine. The invention is particularly adapted to a synchronous electric machine used as a generator. The electric machine comprises a rotor comprising at least one exciter coil and means for rectifying a current generated by the coil. The coil and the rectifying means are connected to each other by means of at least one rigid connection piece (50). An output wire of the exciter coil is brazed to the connection piece (50). The connecting piece (50) is removably connected to two input points of the rectifying means.

Description

Raccordement de l'excitatrice d'une machine électrique L'inventionConnecting the exciter of an electric machine The invention

concerne le raccordement de l'excitatrice d'une machine électrique. L'invention est particulièrement adaptée à une machine électrique synchrone utilisée en génératrice dont un exemple de schéma électrique est donné à la figure 1. relates to the connection of the exciter of an electric machine. The invention is particularly adapted to a synchronous electric machine used as a generator, an example of which is given in FIG.

Ce type de machine comprend un rotor 1 et un stator 2. Le rotor 1 comprend un inducteur 3 alimenté en courant continu. Le courant continu est généré par un pont redresseur 4 alimenté par une excitatrice 5. L'invention concerne le raccordement entre l'excitatrice 5 et le pont redresseur 4. L'excitatrice est triphasée, selon l'exemple présenté. L'excitatrice est formée par trois enroulements 6, 7 et 8 dont des premières extrémités de chacun sont raccordées en un point commun 9. Des deuxièmes extrémités 10, 11 et 12 de chaque enroulement, respectivement 6, 7 et 8, sont raccordées à des diodes 13 à 18 du pont redresseur 4. Plus précisément, l'extrémité 10 est raccordée à l'anode de la diode 13 et à la cathode de la diode 14. L'extrémité 11 est raccordée à l'anode de la diode 15 et à la cathode de la diode 16. L'extrémité 12 est raccordée à l'anode de la diode 17 et à la cathode de la diode 18. Les cathodes des diodes 13, 15 et 17 sont raccordées à une première extrémité 19 de l'inducteur 3 et les anodes des diodes 14, 16 et 18 sont raccordées à une seconde extrémité 20 de l'inducteur 3, Le stator 1 comprend un enroulement d'excitation principal 25 alimenté en courant continu par ses bornes 26 et 27 ainsii qu'un induit 28 formé par trois enroulements 29, 30 et 31 délivrant un courant alternatif. Les diodes 13 à 18 sont par exemple fixées sur un circuit magnétique de l'excitatrice 5. Chaque diode présente une tige filetée formant la borne sur laquelle les fils des enroulements 10, 11 et 12 de l'excitatrice 5 sont raccordés. On a tenté de raccorder les fils des enroulements 10, 11 et 12 aux tiges filetées par l'intermédiaire de cosses serties sur les fils des enroulements 10, 11 et 12. Les cosses présentent chacune une ouverture circulaire insérée chacune sur une des tiges filetées. Le maintien en position des cosses sur les tiges filetées est assuré par des écrous. Le façonnage du sertissage des cosses sur les fils est une opération manuelle très délicate. Il est en effet nécessaire de couper les fils à une longueur précise par rapport à l'enroulement, d'isoler les parties des fils avant le sertissage de donner une forme précise à chaque fil puis enfin d'effectuer le sertissage. La longueur et la forme donnée aux fils sont importantes pour éviter tout balourd lors de la rotation du rotor 1. Un exemple de sertissage des cosses sur un des fils, par exemple 10 est donné sur la figure 2. Le fil 10 est formé de deux conducteurs 10a et 10b serti chacun dans une cosse, respectivement 35 et 36. Pour assurer une liaison équipotentielle entre les cosses 35 et 36, on est tenu d'ajouter un conducteur 37 dont les extrémités sont serties chacune dans une des cosses 35 et 36. Un isolant 38 est enrubanné autour des conducteurs 37 et 10a depuis le point 39 de sertissage sur la cosse 35 jusqu'à une sortie 40 des conducteurs 10a et 10b de l'enroulement 6. De même un isolant 41 est enrubanné autour des conducteurs 37 et 10b depuis le point 42 de sertissage sur la cosse 36 jusqu'à la sortie 40. Une gaine 43 thermo rétractable assure l'isolement du point 39 de sertissage et une gaine 44 thermo rétractable assure l'isolement du point 42. L'invention vise à simplifier le raccordement des fils de sortie des enroulements de l'excitatrice au pont de diode en supprimant notamment le conducteur 37. L'invention vise à limiter le nombre d'opérations manuelles dans le raccordement. A cet effet, l'invention a pour objet une machine électrique comprenant un rotor comportant au moins une bobine excitatrice et des moyens de redressement d'un courant généré par la bobine, caractérisé en ce que la bobine et les moyens de redressement sont raccordés entre eux à l'aide d'au moins une pièce de connexion rigide, en ce qu'un fil de sortie de la bobine excitatrice est brasé sur la pièce de connexion et en ce que la pièce de connexion est raccordée de façon amovible sur deux points d'entrée des moyens de redressement. En disposant entre les fils d'enroulement et les diodes une pièce de connexion que l'on peut fabriquer en série, la connexion de l'excitatrice est réalisée beaucoup plus rapidement et on améliore sa reproductibilité. This type of machine comprises a rotor 1 and a stator 2. The rotor 1 comprises an inductor 3 fed with direct current. The direct current is generated by a rectifier bridge 4 powered by an exciter 5. The invention relates to the connection between the exciter 5 and the rectifier bridge 4. The exciter is three-phase, according to the example shown. The exciter is formed by three windings 6, 7 and 8 whose first ends of each are connected to a common point 9. Second ends 10, 11 and 12 of each winding, respectively 6, 7 and 8, are connected to diodes 13 to 18 of the rectifier bridge 4. More precisely, the end 10 is connected to the anode of the diode 13 and to the cathode of the diode 14. The end 11 is connected to the anode of the diode 15 and at the cathode of the diode 16. The end 12 is connected to the anode of the diode 17 and the cathode of the diode 18. The cathodes of the diodes 13, 15 and 17 are connected to a first end 19 of the inductor 3 and the anodes of the diodes 14, 16 and 18 are connected to a second end 20 of the inductor 3. The stator 1 comprises a main excitation coil 25 supplied with direct current through its terminals 26 and 27 as well as a armature 28 formed by three windings 29, 30 and 31 delivering a current alter native. The diodes 13 to 18 are for example fixed on a magnetic circuit of the exciter 5. Each diode has a threaded rod forming the terminal on which the son of the windings 10, 11 and 12 of the exciter 5 are connected. Attempts were made to connect the wires of the windings 10, 11 and 12 to the threaded rods by means of lugs crimped onto the wires of the windings 10, 11 and 12. The lugs each have a circular opening each inserted on one of the threaded rods. Keeping the lugs in position on the threaded rods is ensured by nuts. Shaping the crimping of the terminals on the wires is a very delicate manual operation. It is indeed necessary to cut the son to a precise length relative to the winding, to isolate the parts of the son before crimping to give a precise shape to each wire and finally to perform crimping. The length and shape given to the wires are important to avoid unbalance during the rotation of the rotor 1. An example of crimping lugs on one of the son, for example 10 is given in Figure 2. The wire 10 is formed of two conductors 10a and 10b each crimped into a lug, respectively 35 and 36. To ensure equipotential bonding between the lugs 35 and 36, it is necessary to add a conductor 37 whose ends are each crimped into one of the lugs 35 and 36. An insulator 38 is wrapped around the conductors 37 and 10a from the crimping point 39 on the terminal 35 to an outlet 40 of the conductors 10a and 10b of the winding 6. Similarly, an insulator 41 is wrapped around the conductors 37 and 10b from the crimping point 42 on the terminal 36 to the outlet 40. A heat-shrinkable sleeve 43 ensures the isolation of the crimping point 39 and a heat-shrinkable sleeve 44 ensures the isolation of the point 42. The invention aims to to simplify the connection of the output wires of the exciter windings to the diode bridge, in particular by eliminating the conductor 37. The invention aims to limit the number of manual operations in the connection. For this purpose, the subject of the invention is an electrical machine comprising a rotor comprising at least one exciter coil and means for rectifying a current generated by the coil, characterized in that the coil and the rectifying means are connected between them by means of at least one rigid connection piece, in that an output wire of the exciter coil is brazed to the connection piece and in that the connecting piece is detachably connected to two points input of the recovery means. By placing between the winding wires and the diodes a connection piece that can be manufactured in series, the exciter connection is made much faster and improves its reproducibility.

L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple, description illustrée par le dessin joint dans lequel : la figure 1, déjà décrite ci-dessus, représente un exemple de schéma électrique d'une machine électrique à laquelle on peut appliquer l'invention ; la figure 2 représente un mode de réalisation de la connexion entre un enroulement d'une excitatrice et deux diodes d'un pont redresseur ; les figures 1 et 2 ont déjà été décrites pour introduire l'invention ; la figure 3 représente une pièce de connexion conforme à l'invention ; les figures 4 et 5 représentent le montage de la connexion entre une excitatrice et un pont de diode ; la figure 6 représente en perspective le montage de trois pièces de connexion. The invention will be better understood and other advantages will appear on reading the detailed description of an embodiment given by way of example, a description illustrated by the attached drawing in which: FIG. 1, already described above represents an example of a circuit diagram of an electric machine to which the invention can be applied; FIG. 2 represents an embodiment of the connection between a winding of an exciter and two diodes of a rectifier bridge; Figures 1 and 2 have already been described to introduce the invention; FIG. 3 represents a connection piece according to the invention; Figures 4 and 5 show the mounting of the connection between an exciter and a diode bridge; Figure 6 shows in perspective the assembly of three connecting pieces.

Par souci de clarté, les mêmes éléments porteront les mêmes repères dans les différentes figures. Dans une machine électrique conforme à l'invention, les fils des enroulements 10, 11 et 12 de la bobine excitatrice ne sont plus raccordés aux tiges filetés des diodes 13 à 18 uniquement par des cosses serties sur les fils 10, 11 et 12. Le raccordement se fait par l'intermédiaire d'une pièce de connexion 50 rigide représentée sur la figure 3. La pièce de connexion 50 est avantageusement réalisée dans une tôle découpée. La pièce de connexion 50 comporte une partie semi-circulaire 51 autour d'un axe 52. Le plan de la tôle dans laquelle est découpé la pièce de connexion est perpendiculaire à l'axe 52. Une fois montée sur l'excitatrice, l'axe 52 est confondu avec un axe d'un rotor de la machine électrique. Une ou plusieurs encoches 53 sont ménagées dans la partie semi-circulaire 51. Les encoches 53 permettent de braser le ou les fils de sortie de la bobine excitatrice tels que par exemple les fils 10a et 10b. For the sake of clarity, the same elements will bear the same references in the different figures. In an electrical machine according to the invention, the son of the windings 10, 11 and 12 of the exciter coil are no longer connected to the threaded rods of the diodes 13 to 18 only by lugs crimped on the son 10, 11 and 12. The connection is made via a rigid connection piece 50 shown in Figure 3. The connecting piece 50 is advantageously made in a cut sheet. The connecting piece 50 has a semicircular portion 51 about an axis 52. The plane of the sheet in which the connecting piece is cut is perpendicular to the axis 52. Once mounted on the exciter, the axis 52 coincides with an axis of a rotor of the electric machine. One or more notches 53 are formed in the semicircular portion 51. The notches 53 are used to braze the son or the output son of the exciter coil such as for example the son 10a and 10b.

La partie semi-circulaire 51 comporte deux extrémités 54 et 55 avantageusement prolongées par deux bras respectivement 56 et 57 se terminant chacun par un anneau respectivement 58 et 59 permettant de raccorder deux points d'entrée des moyens de redressement. La pièce de connexion 50 est avantageusement: recouverte d'un isolant, représenté de façon hachurée sur la figure 3, à l'exception des zones permettant le raccordement telles que les encoches 53 et les anneaux 58 et 59. Avantageusement, les bras 56 et 57 comporte chacun une zone élastique respectivement 60 et 61 permettant d'accepter des écarts dans le positionnement entre les moyens de redressement et l'excitatrice. Les zones élastiques 60 et 61 permettent également la dilatation des bras qui intervient lors de la rotation du rotor de la machine électrique. Les zones élastiques 60 et 61 sont par exemple formées de repliements en forme de U de la tôle, appelés soyage, des bras 56 et 57 s'éloignant du plan de la partie semi- circulaire 51. Sur la figure 3, au-delà des soyages 60 et 61, les bras 56 et 57 sont repliés en s'éloignant du plan de la partie semi-circulaire 51 pour permettre le montage des anneaux 58 et 59 sur des tiges filetées formant des points de raccordement du pont redresseur 4. The semicircular portion 51 has two ends 54 and 55 advantageously extended by two arms respectively 56 and 57 each ending with a ring respectively 58 and 59 for connecting two entry points of the rectifying means. The connection piece 50 is advantageously: covered with an insulator, shown hatched in FIG. 3, with the exception of the zones allowing the connection such as the notches 53 and the rings 58 and 59. Advantageously, the arms 56 and 57 each comprises an elastic zone respectively 60 and 61 for accepting deviations in the positioning between the rectifying means and the exciter. The elastic zones 60 and 61 also allow the expansion of the arms which intervenes during the rotation of the rotor of the electric machine. The elastic zones 60 and 61 are formed, for example, of U-shaped folds of the sheet metal, referred to as trimming, arms 56 and 57 moving away from the plane of the semi-circular part 51. In FIG. 60 and 61, the arms 56 and 57 are folded away from the plane of the semicircular portion 51 to allow mounting of the rings 58 and 59 on threaded rods forming connection points of the rectifier bridge 4.

La pièce de connexion 50 comporte avantageusement un pliage 62 situé à proximité des encoches 53. Le pliage 62 permes: l'imbrication de plusieurs pièces de connexions comme représenté sur la figure 4. La figure 4 représente en vue de dessus, une bobine excitatrice sur laquelle a été assemblé un pont redresseur comportant six diodes 13 à 18 situées chacune sur un rayon autour de l'axe 52 du rotor. Les rayons sont sensiblement espacés angulairement de 60 . La figure 5 représente en coupe partielle dans un plan contenant l'axe 52 la bobine excitatrice représentée sur la figure 4. Sur la figure 5 apparaît la pièce de connexion 50 avec sa partie semi-circulaire 51, un des bras 56 terminé par l'anneau 58 qui est traversé par une tige filetée 65 appartenant à la diode 14. Le verrouillage de l'anneau 58 sur la diode 14 est obtenu par un écrou 66 venant se visser sur la tige filetée 65. La figure 6 permet de visualiser en perspective le montage de trois pièces de connexion 50 régulièrement disposées autour de l'axe 52. Par rapport à la figure 3, un pli supplémentaire est réalisé dans chaque bras 56 et 57. Ces plis sont réalisés au moment du montage des anneaux 58 et 59 sur les tiges filetées 65.30 The connecting piece 50 advantageously comprises a bend 62 located near the notches 53. The bending 62 permes: the interlocking of several pieces of connections as shown in FIG. 4. FIG. 4 represents a top view, an exciter coil on which has been assembled a rectifier bridge having six diodes 13 to 18 each located on a radius about the axis 52 of the rotor. The spokes are substantially angularly spaced 60. FIG. 5 is a partial sectional view in a plane containing the axis 52 of the exciter coil shown in FIG. 4. FIG. 5 shows the connecting piece 50 with its semicircular portion 51, one of the arms 56 terminated by the ring 58 which is traversed by a threaded rod 65 belonging to the diode 14. The locking of the ring 58 on the diode 14 is obtained by a nut 66 which is screwed onto the threaded rod 65. FIG. the mounting of three connecting pieces 50 regularly arranged around the axis 52. Compared to Figure 3, an additional fold is made in each arm 56 and 57. These folds are made at the time of mounting the rings 58 and 59 on the threaded rods 65.30

Claims

Electric machine comprising a rotor comprising at least one exciter coil and rectifying means (13 to 18) for a current generated by the coil, characterized in that the coil and the rectifying means (13 to 18) are connected between them by means of at least one rigid connecting piece (50), in that an output wire (10a, 10b) of the exciting coil is brazed to the connection piece (50) and that the connecting piece (50) is detachably connected to two input points (13, 14) of the rectifying means (13 to 18).

2. Electrical machine according to claim 1, characterized in that the connecting piece (50) is made in a cut sheet.

3. Electrical machine according to claim 1, characterized in that the connecting piece (50) comprises a service-circular portion (51) about an axis (52) coinciding with a rotor axis, and that the wire the output (10a, 10b) of the exciter coil is brazed to the connection piece (50) in a notch (53) in the semicircular portion (51).

4. Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the semicircular portion (51) has two ends (54, 55) extended by two arms (56, 57) each terminating in a ring (58, 59) for connecting the two entry points of the rectifying means (13 to 18).

5. Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the input points of the rectifying means (13 to 18) comprise threaded rods (65).

Electric machine according to claims 4 and 5, characterized in that a ring is assembled on a threaded rod (65) by means of a nut (66).

7. Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting piece (50) is covered with an insulator with the exception of areas (53, 58, 59) for connection.

8. Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the arms (56, 57) each comprise an elastic zone (60, 61) for accepting differences in the positioning between the recovery means (13 to 18) and the exciter.