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L'invention concerne des perfectionnements aux machines dynamoélec- triques pour en allonger la durée utile lorsqu'elles fonctionnent dans des milieux très humides avec brouillardssalins. Ces machines comportent un stator avec un noyau magnétique et des encoches dans lesquelles sont.logés les enroulements dont les extrémités dépassent le noyau. Le stator est en- duit et imprégné d'un double revêtement : 1 ) le produit durci de la réac- tion d'un alcool polyhydrique avec un acide polybasique; 2 ) la couche ex- térieure est une résine de méthylpolysiloxane siccative et durcie à. l'air.
De plus en plus, les moteurs électriques doivent pouvoir fonctionner en milieux très humides et renfermant des sels, en particulier, du chlorure de sodium. Tel est le cas des moteurs électriques de navires. On a constaté
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##; les acteurs électriques usuels, pris cornue types de l:::.ci.:in.t;:s 'tT'.;,?2:'..;:...¯ ¯<. ¯ -¯' a' ' détériorent par une vinsse excessive, l'isolant du moteur en p3.rticuJ..ic:r':;::, dégradant vite et rendait le moteur impropre au service. Cette mauvaise p¯ " e L;.# .¯ des e!2roule:::.e::ts, dans les milieux stipulés, provoque des fuites sui'fici'3Hj qui finissent par claquer l'isolant avec C: i"OC:.15.-^.. 1 ,. l. Ci du revôbenient.
On a tenté de protéger c-s moteurs contre l'humidité et les S01., en les recouvrant de certaines huiles ou cires, par exemple des paraffines ou cl:, l'huile de bois de Chine. Ces traitements ne sont pas satisfaisants, parce qu'i2-. r ;:.:c:ent généralement les surfaces poisseuses; elles fixent donc les poussière.? a:.- ¯.¯s,ii4ricues et celles-ci absorbent l'humidité, et le revêtement cesse d t être t - 'Ü:0i'uge. L'emploi de beaucoup de vernis indus triels dans les stators n'est 9".:: plus satisfaisant, parce que la plupart ne permettent pas d'hydrofuger fortement la surface.
De plus, pour obtenir l'hydrofugation et la protection à un degré r .-#
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1"t:i:!0,;1ent satisfaisant, il faut appliquer un nombre excessif de couches, 4 au :.:,i s ar, colles-ci ne donnent pas l'hydrofugation voulue et augmentent 1-'8 di- nuiicions du moteur, alors que l'inverse est désirable. L'emploi du caoutchouc de silicone en revêtement n'est pas satisfaisant à cause des difficultés à en fabri- quer des revêtements minces, condition importante pour dissiper la chaleur; il
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ost également difficile d'enlever le caoutchouc de silicone des portions du ::>t<1,:"'-;:' qu'il est préférable de dénuder pour diminuer les interfaces dans l'air.
L'invention permet de traiter les stators des :machines dynamo- électriques, en leur conférant une résistance extrême à l'humidité et aux sels atmosphériques, même s'ils sont très concentrés. A cet effet, on emploie deux ingrédients spécifiques que l'on applique au stator avant dé le monter dans sa position finale : une première couche est constituée par une composition résineurs de phénol et d'aldéhyde, modifiée par des huiles, ou, de préférence, par une com-
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position résineuse résultant des réactions entre un alcool polyhidricue et un ç,r:..:.
;;clY3.sique, qu t on fait durcir soit par siccativité à l'air, soit par chauffée pendant de courtes durées. On applique ensuite une couche extérieure d'une réside ,:.tc:':'no::7olysilc:':±1le (en abrégé o.p.s.) siccative à l'air. Chacun de ces trait':-- ::l.::r:ts a son importât ce propre, et se3r:l:)dalités sont relativement critiques. 3n eizt, le premier revêtement par le produit de réaction d'un alcool pol=h:ri=;c C d'un acide polybasique (c'est-à-dire par une résine alkyd) f3rmc les porcs de
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1'Isolant sur les e:-:rcclc::1.mts et fournit un support adéquat à l' or ,-'opol;':' ;.1" :.11.- !'8 siccatif à l'air; il fait donc adhérer cette dernière au stator.
Le rc:r"c.¯w. ht-
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extérieur permet d'améliorer les propriétés, car il empêche la formation de trajets de fuites sur les enroulements,la mise à la terre des enroulements à haute tension, surtout en cas d'atmosphère très humide ou saline.
Il est indispensable que la résine d'o.p.s. soit siccative à l'air, c'est-à-dire fasse prise à froid et à l'air. En effet, les résines ou caoutchoucs d'o.p.s. utilisés auparavant exigent des températures de prise très élevées et maintenues pendant de longues durées. Hais c'est indésirable parce qu'on risque de fissurer les isolements des enroulements, -En outre, ces hautes températures nécessitent des étuvages prolongés qui élèvent le prix du moteur, Enfin, la prise des résines d'o.p.s. à hautes températures libère des consti- tuants légers et volatils qui se déposent dans l'étuve et.qui troublent les opérations ultérieures en se redéposant de l'étuve sur les nouveaux objets trai- tés, ce qui perturbe l'adhérence d'autres matériaux aux surfaces qui sont trai- tées ensuite.
Il est difficile de débarrasser l'atmosphère de ces o.p.s. légers, et l'on n'est jamais sûr de leur apparition sur les objets traitésdans l'étuve.
Donc, si l'on emploie une résine d'o.p.s. durcissable seulement à haute tempéra- ture, le traitement préalable par la résine alkyd et la cuisson du stator dans la même étuve qui a servi à durcir l'o.p.s. rend insuffisante l'adhérence du premier revêtement. Il fallait donc employer des étuvés différentes pour durcir les deux revêtements, tandis que l'emploi des o.p.s. siccatifs à l'air supprime toutes ces difficultés...
Les trois figures jointes se réfèrent à une modalité particulière et importante de l'invention.
'- la figure 1 est un stator revêtu des différents enduits conformes à l'in- @ vent ion.
- la figure 2 est une coupe partielle d'une machine dynamoélectrique mont. ni. la position du stator et des bobinages.
- la figure 3 est une coupe à grande échelle d'une partie du noyau du stator et d'un enroulement indiqué à la figure 2.
La figure 1 montre un noyau de stator 1 avec des encoches 2 dans lesquelles sort disposés les enroulements 3 . Le noyau et les enroulements reçoivent de préférence, un premier revêtement par une résine d'imprégnation 4 par exemple le produit de condensation du fornaldéhyde avec le t-amylphénol, le tout modifia par des huiles. Un second revêtement 5 de résine alkyd modifiée
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par des huilas est superposé au revêtaient 4, et un enduit extérieur 6 est forné de la résine dto.p.s. siccative à l'air, qui est une résine de méthylpoly- silcxane siccative renfermant 1,05 à 1,5 groupes méthyles par atome de silicium.
Avant de disposer le stator dans la carcasse de la machine, on enlève tous les enduits sur la périphérie extérieure du stator pour dénuder les tôles feuilletées du noyau ; enlève aussi les résines des interfaces aériennes.
La figure 2 précise la position du noyau de stator enduit, avec ses enroulements enduits 3, à l'intérieur du carter 8 dont les embases 9 portent les coussinets 10 & 11 qui supportent le rotor 12 en complétant la machine. Les divers revêtements employés en pratique ne sont pas séparément indiqués, mais on les voit sur la figure 3. Celle-ci montre à échelle plus grande, une partie de figure 2 avec les surfaces périphériques des tôles feuilletées 7 du noyau du sta- tor, exemptes du revêtement résineux, tandis que les couches individuelles com- prennent l'enduit initial 4, l'enduit intermédiaire 5 de résine alkyd et la cou- che extérieure 6 en résine d'o.p.s. siccative à l'air. Ces trois enduits existent également sur la partie de l'enroulement 3 logée dans l'encoche 2.
Le recouvrement de base appliqué au stator est constitué par le produit de réaction d'un alcool polyhydrique et d'un acide polybasique avec ou sans modificateur, par exemple modifié par des huiles, des résines phénol- aldéhyde, de la colophane, etc.. Parmi les acides ou anhydrides polybasiques utilisables pour obtenir ces résines alkyd, on citera les'acides oxalique, ma- lonique, succinique, adipique, azelaique, phtalique, phtalique halogène; iso- phtalique, téréphtalique, les produits d'additions de l'hexachlorocyclopenta- diène et de l'anhydride maléique.
Les alcools polyhydriques, c'est-à-dire diby- driques, trihydriques, etcs, servant à fabriquer ces mêmes résines, peuvent être notamment l'éthylèneglycol, le diéthylèneglycol, le propylèneglycol, la glycérine, le sorbitol, le pentaérythritol, etc.. On peut utiliser également comte modificateurs, des alcools monohydriques, par exemple ceux qui bouillent au-dessus de 150 C., comme les éthers alcoylés des glycols, ceux de l'éthylène- glycol par exemple.
Les modificateurs des résines alkyd peuvent comprendre des huiles brutes, cuites ou soufflées, par exemple les huiles de bois de Chine, de ricin, de soja, d'oïticica; les acides d'huiles de lin, de l'huile de coprah, de l'hui- le de pallie, les acides stéarioue, oléique, etc.. La proportion des modificateurs
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peut varier beaucoup, par exemple entre 5 et 70 % et, de prôf troncs, entre 10 ou du poids total des modificateurs, de l'acide polyhydrique et clef; rr.xcte: polbasicues présents dans le mélange. Les techniques de fabrication sont clhtU- siques. Il y a avantage à dissoudre ces résines dans un solvant convenable cor- m 1.1.0:>::3er.Oe de pétrole, le xylène, les hydrocarbures 11 i1 U 1 des aliphatiqucs, le'bu- tanol les acylates aliphatiques, comme l'acétate 6'amyle, etc..
La proportion de la résine alkyd peut atteindre 10 à 60% ou même davantage du poids total do cette résine et du solvant. Il est avantageux d'incorporer à la résine alkyd des catalyseurs de prise ou siccatifs, comme les naphténates de cobalt ou do far,
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1 i cctoate de fer, etc.. Il suffit, en général, de 0,1 à 0,8 % en poids du sicca- tif par rapport au poids de la résine.
. Les résines alkyd décrites peuvent également être modifiées par des résines phénol-formaldéhyde, le phénol pouvant contenir certains groupes alcoyle.3 nucléaires, par exemple des groupes butyles ou amyles. On peut également modifier les résines phénol-formaldéhyde par l'emploi d'autres aldéhydes, comme le furiural l'acétaldéhyde, etc..
Les résines phénoliques employées peuvent être elles-mêmes modifiées par n'importe quelle des huiles stipulées plus haut, surtout si la résine phéno- lique contient des groupes alcoyles liés au résidu aromatique du phénol. La présence de colophane comme modificateur n'est pas non plus exclue.
Les o.p.s. siccatifs à l'air utilisés dans là pratique de l'invention sont très critiques et doivent satisfaire à certaines conditions. Les plus con-
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venables en pratique, sont les iaéthylpoly3iloxanes obtenus en cohydrolyaant par l'eau, de 75 à 95 en poids de méthyltrichlorosilane et de 25 à 5 % de diméthyl- dichlorosilane, le milieu hydrolysant comprenant de l'eau, un alcool supérieur
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co.:s l'alcool butylique secondaire, et un hydrocarbure aromatique c 4nw 1.e xi- l-3ne ou le toluène.
On sépare ensuite l'hydrclysat de la couche acide, on le lave à l'eau pour le désacidifier, puis on le dissout dans un solvant qui peut
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,-,re aromatique du type ci-dessus, enfin on donne du corps à la résine par 7.ae. ticn d'un alcali,.par exemple de 111j';r' '%û$ de sodiiir., de potassium, de caesiuja, peur que la viscosité s'élève à peu près vers 20 15 Su cer..tiri3e. On peu- ¯ ¯:.i alors le condensât alcalin par une petite quantité d'acide 8 C éi:iqve .''.1 le produit et on règle la teneur de la solution en résine vsr- 5 à 20 % y-uv 1ticn d'un solvant CG:T le xylène, pour octonir uns sol'-rticr. de trempage
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ji #¯' d.-.!;te.
Quand on hydrolyse le mélange des deux silanes ci-dessus, il : ...;.t : -voir en. petite quantité, au plus 5 >J du poids total du mélange, d'organe ;;¯' cacûil arses CO::'.-:l.8 le phényltrichlorosilane, le diphényldichlorosilane, le ...¯ th -lphvn,,rldic,lorosilane, etc.. Cependant, les meilleurs résultats s'obtiennes quand les groupes organiques liés aux atomes de silicium par des liaisons C-Si,
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cont tous des 4éth1-les et quand il y en a environ 1,05 à 1,5 par atcae de si- licium.
Le traitement du stator (c'est-à-dire les tôles magnétiques et les
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enroulements) est relativem.ent=Fsimple. On le chauffe d'abord pour le sécher, par exemple environ une heure vers 150 C., puis on le plonge dans un vernis d'un. phénol alcoylé modifié par l'huile pour lier les composants plus'sûrement. Il y a avantage à cuire alors à peu près une heure vers 150 C. On plonge alors le
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stator dans la solution de résine alkyd dont la concentration avantageuse'avoi- sine 10% de résine. On retire le stator et on cuit la résine dans une étuve entre 125 et 150 C. pendant une durée suffisante pour déterminer une bonne prise, soint environ une demi-heure à une heure.
On immerge alors la pièce, de préférenc encore chaude, dans la solution d'o.p.s. dont la concentration est de l'ordre de
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5 . 2U . On retire le stator avec son second enduit, on le laisse goutter de préférence en le faisant tourner pour assurer l'uniformité du revô.caw,tp la prise finale de l'o.p.s. s'effectue en laissant le stator à l'air libr, Vers la température ordinaire, par exemple entre 20 & 35 C. pendant environ 1 à 3 heures ou davantage. En général, il vaut mieux obtenir un revêtement de résine alkyd extrêmement mince, de l'ordre de 2,5 à 25 microns, pour faciliter le. dissipation de la chaleur.
On dénude la périphérie des tôles de stator.,
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et 1?. surface intérieure des interfaces pour découvrir le métal, puis on a3s. , , :.le 1 st".tor avec le rotor dans le carter pour constituer la machine. lin va- riante, on peut protéger la périphérie du noyau du stator et les interfaces avant les imprégnations, ce qui supprime l'opération de nettoyage.
Les exemples non limitatifs donnés ci-après concernent un type de
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;."-t ..:r f-pécial pour essais, qui a été décrit dans les A:G3 Transactions, f:3iC: 71, 3i..i-j partis, 'l'.:":. 52-57, ?.251-253, 8i' sert É'. COl:ra. :.:îri.t :J;1,Ü:: épreuves d'isolement.
':..'3 brouillard salin utilisé est obtenu c::.".:::-,10 suit : On rn-vb de l i::lt ch",1)!l t ùan-3 :'::1': iceinte fermés où l'on éjecte on? solution à 2 : d3 nitrite de sodi'u'l()u,'3 .".cr:.¯ \t.0:d:J'.3 eb l'on maintient c conditions pendant tout l' 0;;::':8.::'. Le 1>('-
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bines supérieures dans les encoches du moteur d'essai sont cennecté à @ @ les bobines inférieures à une seconde phase, et le carter du meteur -\ la troisième phase d'une distribution triphasée à 220 V.
On fait fonctionner lemoteur trois minutes toutes les dix minutes, pour ne pas laisser le courant échauffer les bobinages au point de sécher l'humidité qu'ils auraient absorbes ou cendensée.. Les nesures effectuas sur chaque phase et la fusion des fusibles correspondant, permettent de déterminer la durée avant claquage. Les proportions indiquées aux exemples sont en poids.
Exemple 1 :
On prépare une résine alkyd par le procédé classique, à partir de
975 parties de glycérine, 260 parties d'éthylèneglycol, 2271 parties d'anhy- dride phtalique, 298 parties des acides gras du soja, 747 parties d'huile d'oïtuicica et 1995 parties de colophane. La résine obtenue est dissoute dans un mélange de xylène et de pétrole de façon à titrer environ 60% de solide.
On ajoute dans la solution 0,25 % de naphténate de cobalt comme siccatif.
Exemple 2 :
On hydrolyse la solution dans le toluène de 90% de méthyltrichloro-' silane et 10 % de diméthyldichlorosilane en versant cette solution dans un mélange d'eau, d'alcool butylique secondaire et d'une quantité complémentaire de toluène. La résine restée dissoute dans le toluène, séparée de la couche aqueuse et lavée jusqu'à disparition pratiquement totale de l'acide chlorhy- drique, est réglée au titre d'environ 35 % de solide dans le toluène. On. l'é- paissit partiellement en ajoutant de l'hydroxyde de potassium, er.viron 0,08 % du poids de la résine, et on l'abandonne à la température ambiante, jusqu'3, ce que la viscosité soit de 200 à 500 centipoises. On ajoute alors du toluène pour ajuster à 10% la teneur en résine.
Exemple 3 :
On immerge le acteur d'essai décrit dans la résine alkyd de l'exemple 1, on le retira et en le laisse égoutter environ 30 minutes. On le cuit ensuite vers 160 C à peu pris pendant 4 heures pour durcir la résine alkyd. Le moteur encore chaud est alors plongé dans la résine siccative de l'exemple 2, puis extrait, et égoutté, enfin abandonné environ 12 à 16 heures
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à la température ambiante, pour qu'il cesse d'être collant et que la résine soit durcie. Le revêtement de résine alkyd atteignait environ 125 à 150 micron: et celui de la résine méthylpolysiloxane environ 2,5 à 25 microns.
On a traité différemment d'autres moteurs d'essais semblables et notamment, par trempage dans la résine alkyd de l'exemple 1, avec durcissement, puis trempage dans une huile de méthylpolysiloxane linéaire, de viscosité d'environ 100 centipoises. On a exécuté ensuite le séchage à l'air comme pour le premier moteur d'essai.
Un autre moteur d'essai a été trempé dans la résine alkyd de l'exem- ple 1, cuit semblablement et immergé dans une solution à 5% de méthylphénylpoly- siloxane, provenant de l'hydrolyse d'un mélange de 48 parties de phényltrichloro- silane, 28 parties de diphényldichlorosilane et 31 parties d'un mélange de méth trichlorosilane et de diméthyldichlorosilane. Les conditions d'hydrolyse et de dissolution sont les mêmes que pour l'exemple 2. Le moteur d'essai ainsi traité a été chauffé à haute température pour déterminer la prise après le traitement par la résine alkyd et pour durcir la résine siloxane.
Finalement, un autre moteur d'essai a subi le revêtement et la cuisson de la résine alkyd comme à l'exemple 1, mais aucun autre traitement.
Chacun des moteurs d'essai a été soumis au brouillard salin pour en déterminer la vie moyenne. Le moteur traité suivant l'invention a tenu 95,5 heures avant claquage; celui revêtu de résine alkyd, puis-de méthylphénylpoly- siloxane, seulement 42 heures, celui à la résine alkyd, puis au méthylpolysoxane linéaire, environ 35,1 heures, celui à la seule résine alkyd a'claqué après 6,4 heures.
Evidemment, on peut remplacer le revêtement initial de résine alkyd stipulé à l'exemple 1, par toute autre résine alkyd conforme à la description ci-dessus. L'emploi d'une couche initiale précédent celle des résines alkyd, par exemple au moyen du produit de condensation de formaldéhyde et de t-amyl- phénol modifié par l'huile de soja, est avantageuse. On peut, quand c'est néces- saire, modifier la concentration et les conditions de prise de la résine alkyd.
On peut employer aussi d'autres méthylpolysiloxanes siccatifa à l'air, que celui de l'exemple précédent, en tenant compte de ce qu'il est préfé- rable d'épaissir la résine avant son emploi, et qu'il faut respecter les modali- tés générales d'emploi de ces résines.
Les machines dynamoélectriques dont les stators ont été enduits
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. ¯..iJâ y'Tl.:û cornue décrit, sont satisfaisants dans les milieux très ht1.::1';'(:.C'J .;:., , .,;-tout lorsqu'ils sont fortement salins, par exemple dans les navires de nor. #b'iuver.tion a été précisée dans le cas d'un stator de machine dynamoélectrique, le le trawteraent stapplique aussi bien aux rotors et aux stators des machine" #¯;/:i ::.olectriéues de tous les modèles.