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Rotor de machines électriques, à pièces de retenue en- châssées pour l'enroulement.
Pour assurer la sécurité de fonctionnement des machines électriques, il.est de la plus grande importan- ce de prévoir un enroulement d'amortissement sûr. L'éla- boration et la construction de cet enroulement rencon- trant toutefois fréquemment des difficultés, notamment dans les turbo-génératrices dont le rotor est composé, par exemple, de la manière usuelle, d'un arbre plein, de bobines pressées d'avance, de pièces polaires, de pièces de retenue de l'enroulement qui sont enchâssées dans les rainures de l'arbre et qui embrassent les bobines par- tiellement et de coins qui immobilisent et maintiennent serrée-toute la construction.
Pour cas genre de turbo-rotors, on a imaginé dif- ,
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férentes réalisations des enroulements d'amortissement, mais elles présentent toutes le défaut commun que la liai- son entre les différentes pièces du dispositif d'amortis- sement, par exemple entre les barres et les anneaux de ce dispositif, n'est établie qu'après le montage des piè- ces dans le rotor ou pendant ce montage. Pour ce motif, les jonctions ne peuvent être exécutées que de façon dé- fectueuse, par exemple seulement au moyen de soudure tendre ou à l'état de contact par accolement, ou bien, en cas d'emploi de soudure à haute température, on doit s'attendre constamment à des détériorations de l'isole- ment de l'enroulement du rotor.
Cet inconvénient est évité selon la présente invention du fait qu'on construit des cages d'amortisseur fermées ou tout au moins de grandes parties d'une sembla- ble cage indépendamment de la fabrication et du montage des autres pièces constitutives du rotor, avant la mise en place sur le rotor, avec les meilleuresjonctions de contact - et cela de préférence tout-à-fait ou à peu près sous la forme définitive correspondant au but auquel elles sont destinées-, de sorte que les différentes piè- ces de la cage puissent recevoir par soudure à haute tem- pérature une bonne jonction des contacts. Cette jonction peut aussi être supprimée complètement lorsqu'on crée la cage par estampage au moyen de tôles d'une matière bonne conductrice, qu'on plie ensuite à la forme désirée et qu'on relie les extrémités libres de la tôle entre elles.
Les barres de l'amortisseur ou, dans le cas de tôles pleines, les bandes restant après l'estampage peuvent alors avoir n'importe quelle largeur désirée et même remplir complètement l'espace entre deux pièces de rete- nue de l'enroulement à la hauteur des bobines du rotor,
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ce qui augmente la section transversale de l'enroulement d'amortissement et son efficacité par rapport aux solli- citations électriques se produisant dans cet enroulement./\
Le dessin représente différentes formes de réa- lisation de l'enroulement d'amortissement établi confor- moment à la présente invention.
La fig. 1 montre la nouvelle cage d'amortisse- ment combinée avec un turbo-rotor du genre usuel, dans lequel 1 est l'arbre plein, 2 sont les bobines pressées d'avance, 3 les pièces polaires, 4 est la cage d'amor- tissement placée sur le rotor et 5 sont les pièces de retenue de l'enroulement. 6 et 7 désignent les coins de serrage qui maintiennent les différents éléments du ro- tor serrés dans tous'les sens.
La cage d'amortissement placée sur le rotor est constituée dans le cas présent couine le montre la fig. 2, par les différentes barres d'amortissement 8 et les deux bagues d'amortissement 9 en matière bonne conductrice et de section plate, les barres d'amortisseur ayant seule- ment une largeur telle qu'elles ne dépassent que peu ou pas du tout les bobines.
La fig. 3 représente une partie de cage plus grande établie conformément à la présente invention.
Dans le cas de la fig.4, lesdifférentes bar- res d'amortisseur 8 possèdent une largeur plus grande que les bobines 2 et s'approchent des pièces de retenue 5 de l'enroulement au point qu'il ne reste entre deux barres 8 qu'un intervalle suffisant pour l'introduction des bases 10 des pièces de retenue de l'enroulement.
L'élargissement des barres 8 de l'amortisseur augmente la section transversale de l'enroulement d'amortisseur et accroît ainsi son ' efficacités.
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On peut encore augmenter la section transversa- le de l'enroulement d'amortissement en prolongeant, comme le montre la fig. 5, les barres d'amortissement 8 jusque tout contre les' âmes 11 des pièces de retenue 5 de l'en- roulement. La mise en place des pièces de retenue 5 se fait alors, pour chaque rangée de pièces de retenue, en un seul endroit, grâce à de petites échancrures 12 de forme appropriée à celle.des bases 10, prévues dans les barres 8, comme le montre la fig. 6, pour permettre l'in- troduction des différentes pièces de retenue 5 qui sont ensuite alignées.
Les échancrures peuvent.être réparties chaque fois sur deux barres, de sorte qu'il ne se produit qu'un déforcement très minime des barres d'.amortisseur, et cela seulement en cet endroit, tandis qu'aux autres endroits les barres reçoivent un renforcement tel qu'el- les ont une plus grande efficacité et peuvent être soumi- ses à de très fortes sollicitations électriques.
Dans la forme d'exécution de la fig. 7, les différentes échancrures 12 pratiquées dans les barres 8 pour la mise en place des bases 10 des pièces de retenue de l'enroulement sont décalées les unes par'rapport aux autres,.de manière que le déforcement minime soit répar- ti sur toute la longueur de la cage et qu'il n'y ait donc pratiquement à peu près aucun déforcement de la cage.
On peut finalement encore obtenir une augmen- tation notable/de la section transversale de l'enroule- ment d'amortissement du fait que, comme le montre la fig.
8, les barres 8 élargies à la manière de la fig. 5 sont renforcées, aux endroits dépassant les bobines et les coins de fermeture, sous une forme appropriée quelconque, par exemple comme représenté en 13, sans que pour cela la hauteur des bobines et des coins de fermeture doive être modifiée. La section transversale supplémentaire trouver
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ainsi place dans les conduits d'air qui existent et qui ont une section largement suffisante.
Les cages ainsi achevées complètement sont mon- tées sur le rotor ; à cet effet on place d'abord sur l'ar- bre nu 1 tous les enroulements 2n on glisse par-dessus ceux-ci la cage d'amortisseur 4 terminée ou les pièces à peu près terminées de la cage et on met ensuite les pièces de retenue 5 en place par rangées et cela., dans le cas des formes d'exécution des fig. 2, 3 et 4, en n'importe quel endroit ou bien, pour les formes de réalisation des fig. 5, 6, 7 et 8, en les amenant en rangée l'une contre l'autre partir d'un seul point déterminé.
Si l'on emploie des cages achevées en tronçons, suivant la fig. 3, la subdivision est poussées seulement, selon la présente invention, à un point tel qu'après la mise en place les jonctions de contact à effectuer ne soient que très minimes et ne se placent en outre qu'en desendroits tels qu'il n'y ait que peu ou pas de danger d'endommager l'enroulement du rotor par la soudure ou par des manipulations analogues.
En cas de la réalisa- tion par parties, la subdivision se fait aussi avanta- geusement par des plans de coupe parallèles à l'axe de la cage.En tenant compte des jonctions de contact à établir, on construira en outre les cages de préférence (par exem- ple pour les turbo-génératrices) en un nombre de pièces correspondant au nombre des pôles, de façon qu'en cas de choix approprié' des longueurs des barres d'amortisseur, les jonctions à établir tombent dans les intervalles des enroulements, intervalles qui se forment en-dehors du fer actif du rotor, dans le prolongement axial des pôles.
Les points de contact de la cage ou des tron- çons de cage fabriqués en dehors de la machine sont -,éga- lement en dehors de la machine et avant le montage- de préférence soudés à la soudure à haute température, ou,
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bien rivés, ou vissés, ou rivés et soudés à la soudure à haute température. Les jonctions qui doivent éventuelle- ment encore être réalisées ultérieurement lors du monta- ge du rotor se font aussi le mieux par soudure au moyen de soudure à haute température, cette soudure pouvant être rendue plus sûre, suivant les possibilités, par des rivets ou des vis ou bien-lorsqu'il y a des surfaces de contact suffisamment grandes- être remplacée par ces moyens de fixation.
Les barres d'amortissement sont isolées par rap- port à l'enroulement du rotor mais sont avantageusement en contact métallique avec les coins de serrage de façon que ces derniers interviennent éventuellement aussi com- me barres d'amortissement.
Ceci dit, nous déclarons considérer comme étant de notre invention et revendiquer : 1 ) Une cage d'amortissement pour rotors de ma- chines électriques à enroulement divisé et à fixation de l'enroulement et des pièces polaires au moyen de pièces de retenue d'enroulement enchâssées qui sont serrées au moyen de pièces en forme de coin, caractérisée en ce que la cage d'amortissement disposée entre les bobines de l'enroulement et les pièces cunéiformes est assemblée avant le montage, au moyen de pièces séparées, pour for- mer une cage fermée ou de grands tronçons de cage.
2 ) Une cage d'amortissement selon 1, caracté- risé en ce qu'en cas de grands tronçons de cage divisés, le nombre des tronçons de la cage correspond à celui des pôles du rolbor.
3 ) Une cage .d'amortissement selon 1 et 2, ca- ractérisée en ce que les jonctions des tronçons de cage tombent approximativement dans les intervalles de l'en- roulement qui se trouvent dans le prolongement axial des milieux des pôles, en dehors du fer actif du rotor.
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4 ) Une cage d'amortissement selon 1 à 3, ca- ractérisée en ce que les parties de la cage sont en con- tact métallique intime avec des pièces constitutives voi- sines, bonnes conductrices, appartenant au rotor.
5 ) Une cage d'amortissement selon 1, caracté- risée en ce qu'en vue d'obtenir une section efficace aussi grande, que possible de l'enroulement d'amortisse- ment, les différentes barres de la cage sont établies avec une largeur telle qu'elles recouvrent complètement, à hauteur des bobines, l'espace entre les différentes pièces de retenue de l'enroulement et on n'a prévu dans ces barres', pour l'introduction des bases despièces de retenue de l'enroulement que de petites échancrures qui sont réparties chaque fois sur-,deux barres d'amortisse- ment juxtaposées.
6 ) Une cage d'amortissement selon 5, caracté- risée en ce que les échancrures prévues dans les barres -,de la cage d'amortissement pour l'introduction des bases des' pièces de retenue de l'enroulement sont décalées les unes par rapport aux autres d'une manière choisie à vo- lonté, dans le but de répartir uniformément sur toute la cage le déforcement minime provoqué par ces échancrures, dans la cage d'amortissement.
7 ) Une cage d'amortissement selon 1 à 6 , ca- ractérisée en ce que par suite de l'élargissement des barres d'amortissement, ces dernières peuvent être épais- sies à volonté à leurs extrémités dépassant les bobines et les coins de fermeture, en vue de l'obtention d'une efficacité aussi grande que possible, sans que pour cela la hauteur des bobines ou des coins de serrage doivent être modifiée.
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. 8 ) Une cage d'amortissement, selon 4 et 5, caractérisée en ce qu'elle est formée par 'estampage dans une tôle pleine, les extrémités libres de la tôle étant reliées entre elles après que la tôle a été recourbée sous la forme voulue.
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Une cage d'amortissement pour rotors de machi- nes électriques à enroulement divisé et à fixation de l'enroulement et des pièces polaires au moyen de pièces de retenue d'enroulement enchâssées qui sont serrées au moyen de pièces en forme de coin,caractérisée en ce que la cage d'amortissement disposée entre les bobines de l'enroulement et les pièces cunéiformes est assemblée avant le montage, au moyen de pièces séparées, pour for- mer une cage fermée ou de grands tronçons de cage.
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Rotor for electric machines, with embedded retaining parts for winding.
To ensure the operational safety of electric machines, it is of the utmost importance to provide a safe damping winding. The development and construction of this winding, however, frequently encountering difficulties, in particular in turbo-generators whose rotor is composed, for example, in the usual manner, of a solid shaft, of coils pressed together. lead, pole pieces, winding retainers which are embedded in the shaft grooves and which partially embrace the coils and wedges which immobilize and hold tight - the whole construction.
For such case of turbo-rotors, we imagined dif-,
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various embodiments of damping windings, but they all have the common defect that the connection between the different parts of the damping device, for example between the bars and the rings of this device, is only established. after assembly of the parts in the rotor or during assembly. For this reason, the junctions can only be executed in a faulty way, for example only by means of soft soldering or in the contact state by side by side, or else, in case of use of high temperature soldering, one Always expect damage to the rotor winding insulation.
This drawback is avoided according to the present invention owing to the fact that closed shock absorber cages or at least large parts of a similar cage are constructed independently of the manufacture and assembly of the other constituent parts of the rotor, before the assembly. installation on the rotor, with the best contact joints - and this preferably completely or more or less in the final form corresponding to the purpose for which they are intended -, so that the different parts of the cage can receive by welding at high temperature a good junction of the contacts. This junction can also be completely eliminated when the cage is created by stamping using sheets of a good conductive material, which is then bent to the desired shape and the free ends of the sheet are connected together.
The damper bars or, in the case of solid sheets, the strips remaining after stamping can then have any desired width and even completely fill the space between two retaining pieces of the coil. the height of the rotor coils,
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which increases the cross section of the damping winding and its efficiency with respect to the electrical stresses occurring in this winding ./ \
The drawing shows various embodiments of the damping coil established in accordance with the present invention.
Fig. 1 shows the new damping cage combined with a turbo-rotor of the usual type, in which 1 is the solid shaft, 2 are the coils pressed in advance, 3 the pole pieces, 4 is the starter cage - weaving placed on the rotor and 5 are the retaining parts of the winding. 6 and 7 denote the tightening wedges which keep the various parts of the rotor tight in all directions.
The damping cage placed on the rotor is formed in this case squeaks shown in fig. 2, by the various damping bars 8 and the two damping rings 9 made of a good conductive material and of flat cross-section, the damper bars having only a width such that they protrude little or not at all the coils.
Fig. 3 shows a larger cage part made in accordance with the present invention.
In the case of fig. 4, the different shock absorber bars 8 have a greater width than the coils 2 and approach the retaining pieces 5 of the winding to the point that there is no remaining between two bars 8 sufficient space for the introduction of the bases 10 of the coil retainers.
The widening of the bars 8 of the shock absorber increases the cross section of the shock absorber coil and thus increases its efficiencies.
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The cross section of the damping winding can be further increased by extending it, as shown in fig. 5, the damping bars 8 up against the webs 11 of the retainers 5 of the bearing. The establishment of the retaining pieces 5 is then done, for each row of retaining pieces, in a single place, thanks to small notches 12 of suitable shape to that of the bases 10, provided in the bars 8, like the shows fig. 6, to allow the insertion of the various retainers 5 which are then aligned.
The indentations can be distributed over two bars each time, so that only a very minimal strain on the shock absorber bars occurs, and that only at this point, while at the other places the bars receive a reinforcement such as they are more efficient and can be subjected to very strong electrical stresses.
In the embodiment of FIG. 7, the various notches 12 made in the bars 8 for the positioning of the bases 10 of the winding retaining parts are offset from each other, so that the minimal deforcement is distributed over the whole. the length of the cage so that there is virtually no reinforcement of the cage.
Finally, a noticeable increase in the cross-section of the damping winding can still be obtained because, as shown in fig.
8, the bars 8 widened in the manner of FIG. 5 are reinforced, at the places projecting the coils and the closing corners, in any suitable form, for example as shown at 13, without for this the height of the coils and the closing corners having to be modified. The additional cross section find
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thus place in the air ducts which exist and which have a largely sufficient section.
The cages thus completely completed are mounted on the rotor; for this purpose we first place on the bare shaft 1 all the windings 2n we slide over them the finished shock absorber cage 4 or the roughly finished parts of the cage and then put the retaining pieces 5 in place in rows and that., in the case of the embodiments of FIGS. 2, 3 and 4, in any place or else, for the embodiments of FIGS. 5, 6, 7 and 8, bringing them in a row against each other from a single determined point.
If one uses cages completed in sections, according to fig. 3, the subdivision is only pushed, according to the present invention, to such a point that after the installation the contact junctions to be made are only very minimal and moreover are placed only in places such as There is little or no danger of damaging the rotor winding by welding or the like.
In the case of implementation by parts, the subdivision is also advantageously done by cutting planes parallel to the axis of the cage. Taking into account the contact junctions to be established, the cages are also preferably constructed. (for example for turbo-generators) in a number of pieces corresponding to the number of poles, so that in the event of an appropriate choice of the lengths of the shock absorber rods, the junctions to be established fall within the intervals of the windings , intervals which form outside the active iron of the rotor, in the axial extension of the poles.
The contact points of the cage or of the sections of the cage produced outside the machine are - also outside the machine and before assembly - preferably welded by high temperature welding, or,
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well riveted, or screwed, or riveted and welded to high temperature solder. The joints which may still have to be made later when the rotor is fitted are also best done by welding by means of high temperature welding, this welding being able to be made safer, depending on the possibilities, by rivets or screws. screws or -when there are sufficiently large contact surfaces- be replaced by these fixing means.
The damping bars are insulated from the winding of the rotor but are advantageously in metallic contact with the clamping wedges so that the latter possibly also act as damping bars.
Having said this, we hereby declare to be of our invention and to claim: 1) A damping cage for rotors of electric machines with divided winding and fixing of the winding and the pole pieces by means of retaining pieces of encased winding which are clamped by means of wedge-shaped parts, characterized in that the damping cage arranged between the coils of the winding and the wedge-shaped parts is assembled before assembly, by means of separate parts, to for- sea a closed cage or large sections of cage.
2) A damping cage according to 1, characterized in that in the case of large divided cage sections, the number of sections of the cage corresponds to that of the poles of the rolbor.
3) A damping cage according to 1 and 2, charac- terized in that the junctions of the cage sections fall approximately into the intervals of the winding which lie in the axial extension of the centers of the poles, outside active rotor iron.
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4) A damping cage according to 1 to 3, charac- terized in that the parts of the cage are in intimate metallic contact with neighboring constituent parts, which are good conductors, belonging to the rotor.
5) A damping cage according to 1, characterized in that, in order to obtain as large an effective section as possible of the damping winding, the different bars of the cage are established with a width such that they completely cover, at the height of the coils, the space between the various winding retaining parts and no provision has been made in these bars for the introduction of the bases of the winding retaining parts only small notches which are distributed each time on, two juxtaposed damping bars.
6) A damping cage according to 5, characterized in that the notches provided in the bars -, of the damping cage for the introduction of the bases of the retaining parts of the winding are offset one by one. in relation to the others in a manner chosen at will, with the aim of uniformly distributing over the entire cage the minimal deformation caused by these notches, in the damping cage.
7) A damping cage according to 1 to 6, charac- terized in that due to the widening of the damping bars, the latter can be thickened at will at their ends protruding from the coils and the closing wedges , with a view to obtaining as great an efficiency as possible, without the height of the coils or the clamping wedges having to be modified for this.
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. 8) A damping cage, according to 4 and 5, characterized in that it is formed by 'stamping in a solid sheet, the free ends of the sheet being connected together after the sheet has been bent into the desired shape .
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A damping cage for rotors of split-winding electric machines and fixing the winding and pole pieces by means of embedded winding retainers which are clamped by means of wedge-shaped pieces, characterized by that the damping cage disposed between the coils of the winding and the wedge-shaped parts is assembled before assembly, by means of separate parts, to form a closed cage or large sections of the cage.
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