RACCORDEMENT DE BOBINE EXCITATRICE AUX MOYENS DE REDRESSEMENT

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 dont un exemple de schéma électrique est donné à la figure 1 . 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, 1 1 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 1 1 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, 1 6 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 ainsi 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, 1 1 et 12 de l'excitatrice 5 sont raccordés. On a tenté de raccorder les fils des enroulements 10, 1 1 et 12 aux tiges filetées par l'intermédiaire de cosses serties sur les fils des enroulements 10, 1 1 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, en ce que la pièce de connexion est raccordée de façon amovible sur deux points d'entrée des moyens de redressement et en ce que la pièce de connexion est incorporée à la bobine.

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.

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 ; la figure 7 représente en perspective la pièce de connexion incorporée à la bobine. 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, 1 1 et 12 de la bobine excitatrice ne sont plus raccordés aux tiges filetées des diodes 13 à 18 uniquement par des cosses serties sur les fils 10, 1 1 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 découpéela 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. 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. La pièce de connexion 50 comporte avantageusement un pliage

62 situé à proximité des encoches 53. Le pliage 62 permet 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.

La figure 6 permet de visualiser en perspective l'assemblage de la pièce de connexion 50 et d'une bobine 70 par exemple formée des trois enroulements 6, 7 et 8 disposés à l'intérieur d'un circuit magnétique 71 formé

d'un assemblage de tôles. Les pièces de connexion 50 sont incorporées à la bobine70. Autrement dit, les pièces de connexions font partie intégrante de la bobine 70. Cette structure présente l'avantage de bien résister aux efforts mécaniques lorsque la bobine 70 est en rotation. Des essais ont été réalisés à plus de 20 000 tours par minute. La tenue mécanique d'une pièce de connexion faisant partie de la bobine est bien meilleure qu'une pièce de connexion rapportée ou amovible.

Avantageusement, la bobine 70 et les pièces de connexion 50 sont lacées ensemble. Lors de la réalisation de la bobine 70, les fils qui la composent sont enroulés dans le circuit magnétique 71. Des chignons 72 formés de fils d'enroulement débordent du circuit magnétique 71. Pour assurer une bonne rigidité de la bobine 70, on lace les chignons au moyen d'un ruban 73 résistant aux efforts mécaniques et à la température interne de la machine électrique en utilisation. On utilisera par exemple un ruban de marque Nomex fabriqué par la société Dupont de Nemours basée aux Etats Unis d'Amérique. Après laçage de la pièce de connexion 50 et de la bobine 70, on pratique une imprégation de l'ensemble au moyen d'un vernis rendant l'ensemble homogène. Avantageusement, la partie semi-circulaire 51 de chaque pièce de connexion 50 est lacée avec la bibine 70.