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"NOUVEAU ROTOR A CAGE D'ECUREUIL POUR MOTEUR ASYNCHRONE"
Les procédés préconisés pour l'établissement des rotors en cage d'écureuil sont nombreux:
Dans certains cas les rotors en cage d'écureuil sont formés de barres noyées dans les encoches et venant, à leur extrémité, se river dans des cercles ou disques de court-cir- cuit.
Dans d'autres cas, les barres, au lieu d'être rivées dans ces disques, y sont soudées ou brasées.
Parfois encore, la cage toute entière est coulée d'un seul coup, enit en aluminium, soit en bronze. Il arrive aussi qu'au lieu de couler la cage toute entière, on ne coule que les
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au préalable dans les entaches..340 106 ' Ce que l'on recherche dans tous les cas, c'est le contact le plus parfait possible entre les barres placées dans les en- coches et les disques de court-circuit. or, jusqu'à présent, ce contact n'a pu s'obtenir d'une façon parfaite que par coulée intégrale de la cage, ou par soudure, et ces procédés sont, quoi que l'on fasse, toujours délicats et coûteux, sans être absolument sûrs.
La présente invention a pour objet un bobinage en cage d'écureuil pour moteur asynchrone, dont l'établissement n'exige que des moyens mécaniques à Inclusion de tout moyen trique. tout en réalisant une cage d'écureuil -absolument "monobloc" c'est-à-dire dans laquelle les barres d'encoche et les cercles -extrémité ou de court-circuit du rotor forment une pièce uni- que, sans aucune soudure. Par suite la question des contact. plus ou .oins douteux entre les barres et les disques Ó'extrémité ne se pose plus.
L'invention est caractérisée en ce que la cage d'écureuil est obtenue toute entière, barres et. cercles d'extrémité ou de court-circuit, d'un tube étiré de diamètre approprié en cuivre ou en tout .étal conducteur convenable, dans lequel les barres sont déterminées uniquement par un travail de découpage et de pliage.
Ce travil est exécuté à la presse ou au moyen de toute machine équivalente et de telle façon que la cage .d'écureuil tout entière, une fois établie, puisse glisser autour du paquet de tôles du rotor, parallèlement à l'axe longitudinal de ce dernier, de sorte que les barres remplissent bien les encoches.
Il convient de remarquer qu'il est nécessaire que les cercles d'extrémité du rotor aient finalement, un diamètre extérieur inférieur à celui des dites tôles, sans quoi le montage et la rotation du rotor dans le stator seraient impossibles.
A cet effet l'invention comprend également des procédés spéciaux A cet effet d'établissement du rotor qui seront exposés ultérieurement grace auxquels la condition précitée ne constitue pas un obstacle la réalisation pratique de la dite invention.
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Sur les figures/les dessins ci-annexés, auxquelles on se réfère dans la description qui va suivre les mêmes lettres de ré- férence désignent les mêmes éléments ou organes.
Les fig. 1 et 2 représentent respectivement en vue de pro- fil et en coupe longitudinale, suivant un diamètre passant par deux encoches, le paquet de tôles R assemblées formant la partie active du rotor qui doit recevoir la cage d'écureuil et dont les encoches sont constituées par des fentes r1, r2, r3 etc..
Les fig. 3 à 9 représentent un exemple de réalisation de l'invention.
' Dans ce cas la pièce destinée à former 'la cage d'écureuil est un tube T en cuivre rouge,ou en tout métal conducteur, montré en vue de profil fig. 3 et en plan fig. 4, dont le diamètre intérieur d est quelque peu supérieur au diamètre d' des tôles du rotor (fig. 1) et dont l'épaisseur est sensiblement égale à la largeur des fentes r Le tube pourra donc être glissé sur le paquet de tôles R parallèlement à l'axe longitudinal de ce dernier.
Les fig. 5 et 6 représentent respectivement en coupe trans- versale et en plan le même tube T au début du travail auquel il est soumis à la presse pour y découper les futures barres,dont le nombre sera évidemment égal au nombre d'encoches r du rotor.
Cette première phase du travail consiste à pratiquer dans 1 tube T,au moyen d'un poinçon et d'une matrice convenables, une série d'incisions en ligne brisée a b c e, a1 b1 c1 e1, a2 b2 c2 e2 etc... telles que a1 et e1 soient dans le prolongement de b c, a2 et e2 dans le prolongement de il .21 et ainsi de suite,
Les fig. 7 et 8 montrent respectivement encoupe transver- sale et en plan le même tube T,les barres étant terminées. Pour arriver à cette forme définitive des dites barres, la seconde phase du travail a consisté simplement en une série de pliages à angle droit suivant les lignes a1b et c e1, a2 b1 et c1 e2 etc. grâce auxquels les trapèzes tels que b1 .Ci e1 ont été ramenés à l'intérieur du tube T suivant la direction d'un rayon.
Ainsi est constituée une série de languettes ou barres 11, 12, 13 etc... qui si l'épaisseur du tube T a été bien choisie., peuvent remploi
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à peu près exactement les rainures r1, r2, r3 etc.. du rotor (fig. 1).
Le tube T étant ainsi travaillé, il est glissé parallè- lement à son axe longitudinal sur le paquet de tôles du rotor, jusqu'au moment ou les barres 1 remplissent exactement les rainures r et où les extrémités j et p2 du tube T restées intactes, se trouvent de part et d'autre du dit paquet de tôles.
Il est évident que ce n'est qu'une étape de la fabrica- tion et que le rotor n'est pas encore terminé puisque les extré- mités p1 et .Eg du tube T ont un diamètre extérieur D (fig. 3) supérieur au diamètre' (fig. 1) des tôles du rotor. pour amener les extrémités p1 et p2 à un diamètre D' in- férieur au diamètre d' on peut, par exemple, les onduler comme indiqué fig. 9,travail, qui, notamment pour du cuivre, peut se faire avec grande facilité à la presse au moyen d'un outillage simple.
Les fig. 10 à 13 représentent à titre d'exemple des varia.- tes du travail d'établissement des barres.
Il est naturellement loisible, au lieu de faire les in- @isions dans le dit tube T comme exposé précédement en utili- sant intégralement tout le métal, de les faire comme indiqué en coupe transversale fig. 10 et en plan fig. 11, c'est-à-dire d'admettre une certaine perte de métal. Il est de même possible, au lieu de donner à ces incisions la forme d'une ligne brisée constituant les trois cotés d'un trapèze, d'adapter un autre tra- cé, comme par exemple, dans les fig. 12 (coupe transversale) et 13 (plan). Il suffit que, dans chaque cas, les barres puissent être produites par simple pliage vers l'intérieur du tube, sans torsion aucune : toute torsion empêcherait en effet de glisser le tube préparé sur le paquet de tôles comme il a été décrit ci-dessus.
Dans l'exemple décrit en regard des fig. 3 à 9 le tube T avait un diamètre intérieur d (fig. 3) un peu plus grand que le diamètre d' (fig. 1) du paquet de tôles du rotor, les fig. 14 à
17 montrent à titre de vaxiante, un autre exemple de réalisation
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de l'invention dans lequel le tube T' a un diamètre extérieur
D1 (fig. 16) de plus petite dimension que le diamètred' des tôles du rotor (fig. 1 ) de telle sorte qu'après montage, le travail d'ondulation montré fig. 9 soit évité.
On conçoit que toute la difficulté réside dans l'opéra- tion de glissement du tube T'préparé de la même façon que le tube T, sur le paquet de tôles en raison de leurs diamètres res- pectifs. A cet effet, les tôles découpées R sont embouties com- me le représente la fig. 14,de façon à former des espèces d'as- siettes renversées ce qui, leur donne un diamètre d'1 inférieur à leur diamètre primitif d'et également inférieur au diamètre intérieur d1 (fig. 16) du tube T'. En raison de cet emboutissage on peut donc placer les tôles R une à une dans le tube T' préparé ou bien glisser le tube T' sur le paquet de tôles assem- blées comme montré fig. 15.
L'ensemble se présente alors comme l'indique la fig. 16.
Lorsque, ce montage est effectué, on presse les tôles R au moyen de plateaux appropriés, pour les redresser et leur fai- re reprendre leur diamètre primitif d' et le tout se trouve alors dans la position définitive convenable représentée fig. 17 puisque le diamètre extérieur D1 des extrémités p'1 p'2 du tube T' est alors plus petit que le diamètre d' des tôles R redressées.
Il convient de remarquer que le mode de construction du nouveau rotor à, cage d'écureuil qui fait l'objet de l'invention peut donner lieu à des applications dans lesquelles les barres 1 au lieu d'être simplement rectangulaires (fig. 7) sont repliées en équerre comme montré en coupe transversale, fig. 18, ou repliées sur elles-mêmes en U, coupe fig. 19. On peut aussi donner aux barres 1 une forme trapézoïdale produite par écra- sement, coupe fig. 20, cela permet d'avoir des rainures de for- me étranglée à la périphérie du rotor (rainures semi-fermées).
Le même but est encore atteint si, avant le repliement des bar- res l vers l'intérieur, on les écrase de façon à en diminuer l'épaisseur aux sections de pliage a1 b - c e1,a2 b1 - c1 e2 etc...; cela conduit alors à un rotor du genre de celui repré-
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Dans tous les cas/l'épaisseur du tube T doit être ju- dicieusement choisie en considération de la forme des barres et de celle des encoches.
Si les cercles de court-circuit p1, p2 deviennent trop en- combrants et que le rotor soit trop long, on peut leur donner, par exemple, la forme rabattue représentée en coupe longitudinale fig. 22 et en profil fig, 23 ce qui est beaucoup facilité par l'on- dulation dont il a été question précédemment en regard de la fig.9..
Ce travail se fait, alors sans étirage ni écrasement du métal, les ondulations se resserrant progressivement vers le centre, (voir particulièrement fig. 23).
Dans la description qui précède, il a été admis que les barres 1 étaient repliées à l'intérieur du tube suivant des ra- yons. Il est évident que ces barres pourraient être inclinées sur les rayons, à condition bien entendu que les rainures r le soient également de la même façon.
Enfin il est naturellement loisible, sans sortir du cadre de l'invention d'appliquer les procédés et éléments constitutifs du nouveau rotor à cage d'écureuil pour moteur asynchrone de fa- çon à établir des variantes se comportant pratiquement de la même façon que les exemples de réalisation décrits ci-dessus.
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"NEW SQUIRREL CAGE ROTOR FOR ASYNCHRONOUS MOTOR"
The methods recommended for establishing squirrel cage rotors are numerous:
In some cases, squirrel-cage rotors are formed by bars embedded in the notches and coming, at their end, to rivet in circles or short-circuit discs.
In other cases, the bars, instead of being riveted in these discs, are welded or brazed there.
Sometimes still, the whole cage is cast in one fell swoop, made of aluminum or bronze. It also happens that instead of sinking the entire cage, only the
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Beforehand in the stains. 340 106 'What we are looking for in all cases is the most perfect possible contact between the bars placed in the notches and the short-circuit discs. however, until now, this contact has only been able to be obtained in a perfect way by integral casting of the cage, or by welding, and these processes are, whatever one does, always delicate and expensive, without being absolutely sure.
The present invention relates to a squirrel-cage winding for an asynchronous motor, the establishment of which requires only mechanical means, including any hard means. while making a squirrel cage - absolutely "one-piece", that is to say in which the notch bars and the -end or short-circuit circles of the rotor form a single part, without any welding. Hence the question of contact. more or less doubtful between the bars and the end discs no longer arises.
The invention is characterized in that the squirrel cage is obtained as a whole, bars and. end or short-circuit circles, of a drawn tube of suitable diameter made of copper or any suitable conductive metal, in which the bars are determined only by cutting and bending work.
This work is carried out with a press or by means of any equivalent machine and in such a way that the entire squirrel cage, once established, can slide around the bundle of rotor plates, parallel to the longitudinal axis of this last, so that the bars fill the notches well.
It should be noted that it is necessary that the end circles of the rotor ultimately have an outer diameter smaller than that of said sheets, otherwise the assembly and rotation of the rotor in the stator would be impossible.
To this end the invention also includes special methods for this purpose of establishing the rotor which will be explained later by means of which the aforementioned condition does not constitute an obstacle to the practical realization of the said invention.
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In the accompanying figures / drawings, to which reference is made in the description which follows, the same reference letters denote the same elements or members.
Figs. 1 and 2 represent respectively in profile view and in longitudinal section, along a diameter passing through two notches, the bundle of assembled plates R forming the active part of the rotor which is to receive the squirrel cage and of which the notches are formed by slots r1, r2, r3 etc ..
Figs. 3 to 9 represent an exemplary embodiment of the invention.
'In this case the part intended to form' the squirrel cage is a red copper tube T, or any conductive metal, shown in profile view in fig. 3 and in plan fig. 4, whose internal diameter d is somewhat greater than the diameter d 'of the rotor plates (fig. 1) and whose thickness is approximately equal to the width of the slots r The tube can therefore be slipped on the pack of plates R parallel to the longitudinal axis of the latter.
Figs. 5 and 6 respectively represent in cross section and in plan the same tube T at the start of the work to which it is subjected to the press in order to cut the future bars therein, the number of which will obviously be equal to the number of notches r of the rotor.
This first phase of the work consists in making in 1 tube T, by means of a suitable punch and die, a series of incisions in a broken line abce, a1 b1 c1 e1, a2 b2 c2 e2 etc ... such that a1 and e1 are in the extension of bc, a2 and e2 in the extension of il .21 and so on,
Figs. 7 and 8 show the same tube T, transversely cut and in plan, respectively, the bars being finished. To arrive at this final shape of the said bars, the second phase of the work consisted simply of a series of bends at right angles along the lines a1b and c e1, a2 b1 and c1 e2 etc. thanks to which the trapezoids such as b1 .Ci e1 have been brought back inside the tube T in the direction of a ray.
Thus is constituted a series of tongues or bars 11, 12, 13 etc ... which if the thickness of the tube T has been well chosen., Can be reused.
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more or less exactly the grooves r1, r2, r3 etc. of the rotor (fig. 1).
The tube T being thus worked, it is slid parallel to its longitudinal axis on the pack of sheets of the rotor, until the moment when the bars 1 exactly fill the grooves r and where the ends j and p2 of the tube T remain intact , are located on either side of said package of sheets.
It is obvious that this is only one stage of the manufacture and that the rotor is not yet finished since the ends p1 and .Eg of the tube T have an outside diameter D (fig. 3) greater to the diameter '(fig. 1) of the rotor plates. to bring the ends p1 and p2 to a diameter D 'smaller than the diameter of, for example, they can be waved as indicated in fig. 9, work, which, especially for copper, can be done with great ease in the press by means of simple tools.
Figs. 10 to 13 illustrate by way of example variations of the bar setting work.
It is of course possible, instead of making the cuts in said tube T as explained above, using all the metal entirely, to make them as indicated in cross section in FIG. 10 and in plan fig. 11, that is to say to admit a certain loss of metal. It is likewise possible, instead of giving these incisions the shape of a broken line constituting the three sides of a trapezoid, to adapt another outline, as for example, in FIGS. 12 (cross section) and 13 (plan). It is sufficient that, in each case, the bars can be produced by simple bending towards the inside of the tube, without any twisting: any twisting would in fact prevent the prepared tube from sliding on the pack of sheets as has been described above. .
In the example described with reference to FIGS. 3 to 9 the tube T had an internal diameter d (fig. 3) a little larger than the diameter d '(fig. 1) of the packet of rotor plates, figs. 14 to
17 show, as a vaxiante, another embodiment
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of the invention in which the tube T 'has an outer diameter
D1 (fig. 16) of smaller dimension than the diameter of the rotor plates (fig. 1) so that after assembly, the waving work shown in fig. 9 be avoided.
It will be understood that the whole difficulty lies in the operation of sliding the tube T ′ prepared in the same way as the tube T, on the bundle of sheets owing to their respective diameters. For this purpose, the cut sheets R are stamped as shown in fig. 14, so as to form inverted dish species, which gives them a diameter of 1 less than their original diameter of and also less than the internal diameter d1 (fig. 16) of the tube T '. As a result of this stamping, it is therefore possible to place the sheets R one by one in the prepared tube T 'or else slide the tube T' on the pack of sheets assembled as shown in fig. 15.
The assembly is then presented as shown in fig. 16.
When this assembly is carried out, the sheets R are pressed by means of suitable plates, in order to straighten them and return them to their original diameter d 'and the whole is then in the suitable final position shown in FIG. 17 since the outer diameter D1 of the ends p'1 p'2 of the tube T 'is then smaller than the diameter d' of the straightened sheets R.
It should be noted that the method of construction of the new squirrel cage rotor which is the subject of the invention can give rise to applications in which the bars 1 instead of being simply rectangular (fig. 7) are bent at an angle as shown in cross section, fig. 18, or folded over themselves in a U, section fig. 19. The bars 1 can also be given a trapezoidal shape produced by crushing, section fig. 20, this makes it possible to have grooves of constricted shape at the periphery of the rotor (semi-closed grooves).
The same object is also achieved if, before folding the bars l inwards, they are crushed so as to reduce their thickness at the bending sections a1 b - c e1, a2 b1 - c1 e2 etc. .; this then leads to a rotor of the type shown
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In all cases / the thickness of the tube T must be judiciously chosen in consideration of the shape of the bars and that of the notches.
If the short-circuit circles p1, p2 become too bulky and the rotor is too long, they can be given, for example, the folded shape shown in longitudinal section in fig. 22 and in profile fig, 23 which is greatly facilitated by the undulation which was discussed previously with regard to fig.9 ..
This work is done, then without stretching or crushing the metal, the undulations gradually tightening towards the center (see particularly fig. 23).
In the foregoing description, it has been assumed that the bars 1 were folded inside the next tube of the spokes. It is obvious that these bars could be inclined on the spokes, provided of course that the grooves r are also inclined in the same way.
Finally, it is naturally permissible, without departing from the scope of the invention to apply the methods and components of the new squirrel cage rotor for asynchronous motor so as to establish variants which behave practically in the same way as the ones. embodiments described above.