WO2019048430A1 - Method for impregnating an electrical machine - Google Patents

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WO2019048430A1
WO2019048430A1 PCT/EP2018/073746 EP2018073746W WO2019048430A1 WO 2019048430 A1 WO2019048430 A1 WO 2019048430A1 EP 2018073746 W EP2018073746 W EP 2018073746W WO 2019048430 A1 WO2019048430 A1 WO 2019048430A1
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WO
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impregnant
current
tank
impregnating
machine part
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/073746
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French (fr)
Inventor
Alain MONTRICHARD
Thierry CHASSARA
Benoît PETITGAS
Original Assignee
Moteurs Leroy-Somer
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/12—Impregnating, heating or drying of windings, stators, rotors or machines

Definitions

  • the present invention relates to the impregnation of electrical machines.
  • US Pat. No. 3,527,662 discloses disposing the portion of the electrical machine to be impregnated on a rotary structure and spraying a heat-curable varnish thereon.
  • the coils are heated by being subjected to an AC or DC electric current. It is mentioned that an alternating current can create a vibratory movement which pumps the varnish into the recesses of the coils, eliminating the voids and ensuring a complete filling of the structure. This method is presented as preferable to a previous method involving a complete immersion of the part to be impregnated, then the cooking of this part after extraction of the impregnant bath.
  • US Patent 4,792,462 discloses a method for applying a solvent-free varnish to the coils of an electric machine stator.
  • the part to be impregnated is immersed in a bath and the coils fed to heat and cause a start of polymerization of the varnish on contact. Then the stator is extracted from the bath and returned to distribute the varnish on the coil.
  • US Pat. No. 6,146,717 discloses a method in which the portion to be impregnated is immersed in an impregnating bath. Partial crosslinking is performed while the portion is immersed, then the portion is extracted to allow the unpolymerized impregnant to flow.
  • DE 196 48 132 discloses a method in which a machine part is immersed in a bath of an impregnant, and its coil is heated by circulating an electric current, to cause partial gelation. The nature of the current is not specified.
  • US Patent 5,474,799 discloses a radically different process in which an impregnant is sprayed onto a stator.
  • the latter may be subjected to an alternating current whose frequency is chosen to facilitate the migration of the impregnant in the interstices of the coils without ejecting the impregnant of the stator.
  • Patent FR 1 392 156 describes a method in which an electrical conductor is immersed to coat it with an insulator, and the gelification process is accelerated by heating the immersed conductor by means of a current source.
  • the invention aims to meet this need and it achieves this through a method of impregnating at least a portion of an electric machine having a coil and magnetic sheets, by immersing said portion in a bath of a impregnant capable of gelling hot, characterized in that it circulates in said coil, while it is immersed, a time-varying electric current, ie alternating or pulsed, so as to create vibrations promoting evacuation of the air bubbles, and the ungelled impregnant is cooled.
  • a time-varying electric current ie alternating or pulsed
  • the impregnant while the portion to be impregnated is immersed allows to benefit from the presence of impregnant on potentially all areas to be coated impregnant.
  • the impregnating bath being cooled around the machine, the quality of the impregnant remains virtually unchanged and the volatile emissions are reduced.
  • the evacuation of the air bubbles due to the vibrations caused by the alternating current or impulse supply of the winding makes it possible to benefit at best from immersion in the impregnating bath. A 100% recovery of the strands of the windings becomes possible.
  • the amount of impregnant deposited can be relatively high because the gelation is carried out in situ being controlled by the power dissipated by the coil and the sheet package. This dissipated power is controlled by means of the generator and makes it possible to control the deposited thickness as a function of time.
  • the method may include the step of removing the gel-coated impregnated machine part and further polymerizing the impregnant under the effect of the heat generated by the current flowing in the coil. Such a step can take place as soon as the machine part of the bath leaves, before the end of the draining thereof. This makes it possible to stop the dripping more quickly by freezing the impregnant and to increase the amount of impregnant covering the parts to be impregnated.
  • the temperature thereof Prior to immersion of the impregnating machine part, the temperature thereof can be raised by circulating a current in the coil.
  • the impregnating machine part is already dipping hot, at a temperature above room temperature, into the bath. This can accelerate the gelation of the impregnant.
  • the method according to the invention is easily adaptable to all rotating machines, in particular those with a power of between 0.1 kW and 2 MW, and to different types of stator windings.
  • the invention makes it possible to avoid having to rotate the part of the machine to be impregnated, to have to wipe it, to control the quantity of impregnant deposited, and to avoid the use of UV irradiation.
  • the machine can be immersed only once in the impregnant.
  • the intensity of the circulating current can be chosen so as to gel in situ an impregnant thickness of between 50 microns and 1 mm.
  • the process according to the invention makes it possible to improve the retention of the impregnant, while reducing the quantity of waste and the duration of the impregnation operation. It makes it possible to use as impregnating a varnish or a resin with very low VOC, and improves the voltage PDIV (Partial Discharge Inception Voltage) of the electric machine.
  • PDIV Partial Discharge Inception Voltage
  • the current which supplies the winding is preferably an alternating current, advantageously generated by a frequency converter or inverter.
  • a frequency converter or inverter advantageously generated by a frequency converter or inverter.
  • the frequency of the current is preferably between 5 and 200 Hz, better between 60 and 140 Hz.
  • Impregnation can be assisted by vacuum and / or pressure.
  • said part to be impregnated with the machine can be placed in a chamber and a vacuum can be produced in the chamber prior to injection into the latter of the impregnant.
  • the impregnant may also be pressurized at a pressure greater than 1023 Pa (atmospheric pressure), especially at an overpressure of between 0.5 bar and 10 bar, preferably between 2 and 6 bar, especially between 4 and 6 bar.
  • 1023 Pa atmospheric pressure
  • the method preferably comprises circulating the impregnant to and from a heat exchanger or other cooling means for maintaining the constant impregnating bath temperature.
  • the temperature difference between the departure and the return is for example between 5 and 20 ° C; for example, a starting temperature of between 30 and 40 ° C. and a return temperature of between 20 and 30 ° C.
  • the evacuation of the uncured hot impregnant can be effected by overflow.
  • Non-used impregnating agent can be injected to maintain the quality of the impregnating bath and the level of it, and to compensate for the amount of impregnant consumed.
  • the injection of new impregnant can be done by delivering the impregnant in the top of a tray for the collection of hot impregnant by overflow.
  • Another subject of the invention is an installation for implementing the method according to the invention, as defined above, comprising: a tank for receiving a part of an electrical machine to be impregnated, comprising a coil and magnetic sheets, this part being received in the tank so that it is immersed in an impregnant,
  • an electric generator in particular a frequency converter or inverter, to be connected to the winding, so as to circulate therein a time-varying electric current while the machine part is immersed and to cause gelation in situ of the impregnant under the effect of the heat released by the Joule effect in the winding and by currents induced in the sheets, as well as vibrations,
  • the tank may be overflow, the impregnant which overflows being collected and sent into the exchanger.
  • the tank may be present in an enclosure where the vacuum can be achieved, or alternatively in an enclosure placed under an overpressure.
  • the installation may comprise a reservoir containing new impregnant, configured to inject it gradually into the impregnant circuit in contact with the part to be impregnated. This injection can be done via a collection tray hot impregnant by overflow.
  • the reservoir is thus connected by a circuit to the impregnating bath and can ensure its leveling to compensate for the impregnated consumed.
  • FIG. 1 represents an example of an installation for implementing the method according to the invention
  • FIG. 2 is a curve giving the power dissipated as a function of the frequency of the winding supply current.
  • FIG. 1 shows an installation 1 for implementing the method according to the invention.
  • This installation comprises an overflow tank 2, in which a machine part M to be impregnated, such as a stator for example, can be completely immersed as illustrated.
  • the tank 2 is filled to the brim with a liquid impregnant I.
  • the impregnant which overflows falls into a collection tank 3, where it is taken by a pump (not shown) to be sent to a cooler 4.
  • the latter comprises a heat exchanger, and the impregnated refrigerant is reinjected into the bottom of tank 2 via a pipe 8.
  • the temperature of the impregnant reinjected into the tank 2 is for example less than or equal to 30 or 35 ° C, being for example about 25 ° C, as shown in the figure.
  • the starting impregnant can be done at 35 ° C, for example.
  • the installation 1 comprises a reservoir 11 which contains new impregnant.
  • the latter can be discharged at a high point of the tray 3 using a conduit 12.
  • the electrical circuit of the machine is connected to an electric generator 10, powered for example by the industrial three-phase network.
  • the generator is constituted by a frequency converter or an inverter which makes it possible to choose the voltage and the frequency of the current injected into the winding of the machine M.
  • the injected current causes a local rise in the temperature of the winding wire and the plates.
  • the choice of voltage and frequency is made according to the thermal losses generated in the winding (joules losses) and the sheet (losses due to eddy currents).
  • FIG. 2 shows an example of a curve giving the power absorbed as a function of the frequency of the injected current, for a given machine.
  • the dissipated power is maximum for about 100 Hz.
  • the impregnant can be any suitable electrical insulating compound, heat-curable. It is for example impregnant family of polyesters, polyesterimides or epoxy.
  • Installation 1 is used as follows.
  • the machine part M to be impregnated is first suspended above the bath contained in the tank 2.
  • the current is injected into the coil, which warms it and the magnetic circuit.
  • the machine is then immersed in the tank 2 containing the impregnant.
  • the heat causes a gas expansion of the bubbles present and the vibrations induced by the alternation of the current facilitate the departure of the bubbles towards the surface.
  • the impregnant gels in contact with hot areas having a sufficient temperature. Gelation occurs locally on all hot parts of the machine. There is no significant degradation of the bath impregnant given the circulation of the impregnant and its maintenance temperature.
  • the machine part M is then output and suspended above the impregnating tank 2.
  • the power supply is maintained at the terminals of the machine, which causes additional gelation to stop the dripping of the impregnating agent.
  • the machine thus treated then has a layer of impregnant sufficiently thick and gelled to begin the last phase of the process, namely the cooking of the impregnant.
  • This cooking phase is carried out using a pulsed hot air system, focused on the ferrous parts.
  • the power supply of the winding is at this point disconnected from the machine.
  • the tank is placed in a suitable enclosure and the vacuum can be made above the tank to facilitate the degassing of the impregnant without injection of current.
  • the tank is placed in an enclosure pressurized to help the impregnant to reach areas that would otherwise be inaccessible.
  • an unfiltered rectified current can be used, or a pulse current.
  • the cooling of the impregnant can be provided by any means.

Abstract

The present invention relates to a method for impregnating at least one portion of an electrical machine (M) comprising a winding and electrical sheets, by immersing said portion in a bath of an impregnating substance (I) capable of gelling when hot, characterised in that an alternating or pulsed electrical current is circulated through the winding while it is immersed, said current varying over time so as to create vibrations that favour the discharge of air bubbles, and the non-gelled impregnating substance is cooled.

Description

PROCEDE D'IMPREGNATION D'UNE MACHINE ELECTRIQUE  METHOD FOR IMPREGNATING AN ELECTRIC MACHINE
La présente invention concerne l'imprégnation des machines électriques.  The present invention relates to the impregnation of electrical machines.
Il est connu de déposer sur les bobinages et les tôles magnétiques un isolant électrique constitué par un imprégnant, de façon à assurer un maintien mécanique de ces éléments et les protéger des agressions extérieures. L'imprégnant contribue également à l'isolation électrique et minimise les échauffements dans la machine.  It is known to deposit on the coils and magnetic sheets an electrical insulation consisting of an impregnant, so as to ensure a mechanical maintenance of these elements and protect them from external aggression. The impregnant also contributes to the electrical insulation and minimizes the heating in the machine.
Ainsi, plus la rétention en imprégnant est importante, plus les fonctions de cet imprégnant sont renforcées.  Thus, the more the impregnating retention is important, the more the functions of this impregnant are reinforced.
Les procédés actuellement utilisés pour imprégner les circuits électriques des machines tournantes n'ont pas connu à la connaissance de la demanderesse d'évolution marquante depuis les années 1970. Ils reposent sur des techniques de tremper, de dépôt par goutte à goutte, de dépôt par pulvérisation, de réticulation par effet Joule, par rayonnement UV, etc ..  The processes currently used to impregnate the electrical circuits of rotating machines have not known to the plaintiff of significant evolution since the 1970s. They rely on techniques of soaking, deposition by drip, deposition by spray, cross-linking by Joule effect, UV radiation, etc.
Dans la catégorie des procédés d'imprégnation par tremper, on distingue le tremper simple, le tremper multiple, le tremper sous vide ou sous pression, et le tremper avec réticulation UV et/ou par effet Joule.  In the category of soaking impregnation processes, one distinguishes simple soaking, multiple quenching, soaking under vacuum or under pressure, and soaking with UV crosslinking and / or Joule effect.
Le brevet US 3 527 662 divulgue de disposer la partie de la machine électrique à imprégner sur une structure rotative et de pulvériser dessus un vernis réticulable à chaud.  US Pat. No. 3,527,662 discloses disposing the portion of the electrical machine to be impregnated on a rotary structure and spraying a heat-curable varnish thereon.
Les bobinages sont chauffés en étant soumis à un courant électrique AC ou DC. Il est mentionné qu'un courant alternatif peut créer un mouvement vibratoire qui pompe le vernis dans les recoins des bobines, éliminant les vides et assurant un remplissage complet de la structure. Ce procédé est présenté comme préférable à un procédé antérieur impliquant une immersion complète de la partie à imprégner, puis la cuisson de cette partie après extraction du bain d'imprégnant.  The coils are heated by being subjected to an AC or DC electric current. It is mentioned that an alternating current can create a vibratory movement which pumps the varnish into the recesses of the coils, eliminating the voids and ensuring a complete filling of the structure. This method is presented as preferable to a previous method involving a complete immersion of the part to be impregnated, then the cooking of this part after extraction of the impregnant bath.
L'installation décrite dans ce brevet US 3 527 662 est relativement complexe, car la partie à imprégner est mise en mouvement, et des moyens d'essuyage sont prévus pour enlever l'excès de vernis déposé par pulvérisation.  The installation described in this US Pat. No. 3,527,662 is relatively complex since the part to be impregnated is set in motion, and wiping means are provided for removing the excess spray-applied varnish.
Le brevet US 4 792 462 décrit un procédé pour appliquer un vernis sans solvant sur les bobinages d'un stator de machine électrique. La partie à imprégner est immergée dans un bain et les bobinages alimentés pour chauffer et provoquer un début de polymérisation du vernis à leur contact. Puis le stator est extrait du bain et retourné pour répartir le vernis sur le bobinage. Le brevet US 6 146 717 divulgue un procédé dans lequel la partie à imprégner est plongée dans un bain d'imprégnant. Une réticulation partielle est réalisée alors que la partie est immergée, puis la partie est extraite pour permettre à l'imprégnant non polymérisé de s'écouler. Une exposition à un rayonnement UV scelle l'imprégnant, et une réticulation finale peut avoir lieu par chauffage, avec une émission de composés volatils réduite du fait de la réticulation de surface réalisée par exposition au rayonnement UV. La demande DE 196 48 132 divulgue un procédé dans lequel une partie de machine est immergée dans un bain d'un imprégnant, et son bobinage est chauffé en y faisant circuler un courant électrique, pour provoquer une gélifïcation partielle. La nature du courant n'est pas précisée. US Patent 4,792,462 discloses a method for applying a solvent-free varnish to the coils of an electric machine stator. The part to be impregnated is immersed in a bath and the coils fed to heat and cause a start of polymerization of the varnish on contact. Then the stator is extracted from the bath and returned to distribute the varnish on the coil. US Pat. No. 6,146,717 discloses a method in which the portion to be impregnated is immersed in an impregnating bath. Partial crosslinking is performed while the portion is immersed, then the portion is extracted to allow the unpolymerized impregnant to flow. Exposure to UV radiation seals the impregnant, and final crosslinking can take place by heating, with a reduced emission of volatile compounds due to the surface crosslinking achieved by exposure to UV radiation. DE 196 48 132 discloses a method in which a machine part is immersed in a bath of an impregnant, and its coil is heated by circulating an electric current, to cause partial gelation. The nature of the current is not specified.
Le brevet US 5 474 799 divulgue un procédé radicalement différent, dans lequel un imprégnant est projeté sur un stator. Ce dernier peut être soumis à un courant alternatif dont la fréquence est choisie pour faciliter la migration de l'imprégnant dans les interstices des bobines sans toutefois éjecter l'imprégnant du stator.  US Patent 5,474,799 discloses a radically different process in which an impregnant is sprayed onto a stator. The latter may be subjected to an alternating current whose frequency is chosen to facilitate the migration of the impregnant in the interstices of the coils without ejecting the impregnant of the stator.
Le brevet FR 1 392 156 décrit un procédé dans lequel on immerge un conducteur électrique pour l'enrober d'un isolant, et l'on accélère le processus de gélifïcation en chauffant le conducteur immergé au moyen d'une source de courant. Patent FR 1 392 156 describes a method in which an electrical conductor is immersed to coat it with an insulator, and the gelification process is accelerated by heating the immersed conductor by means of a current source.
Les procédés d'imprégnation actuels ne permettent pas d'atteindre le meilleur compromis technique entre la rétention en imprégnant, la répartition de celui-ci, et la sécurité de mise en œuvre.  The current impregnation processes do not make it possible to achieve the best technical compromise between impregnating retention, the distribution thereof, and the safety of implementation.
Il existe donc un besoin pour perfectionner encore les procédés d'imprégnation, afin notamment d'imprégner de façon satisfaisante une partie d'une machine électrique, notamment en termes de rétention d'imprégnant, de répartition de celui-ci et de sécurité de mise en œuvre, en particulier en ce qui concerne les émissions de composés volatiles.  There is therefore a need to further improve the impregnation processes, in particular to impregnate satisfactorily part of an electrical machine, particularly in terms of impregnating retention, distribution thereof and security of implementation especially with regard to emissions of volatile compounds.
L'invention vise à répondre à ce besoin et elle y parvient grâce à un procédé d'imprégnation d'au moins une partie d'une machine électrique comportant un bobinage et des tôles magnétiques, par immersion de ladite partie dans un bain d'un imprégnant capable de gélifier à chaud, caractérisé par le fait que l'on fait circuler dans ledit bobinage, alors que celui-ci est immergé, un courant électrique variant dans le temps, i.e. alternatif ou impulsionnel, de façon à créer des vibrations favorisant l'évacuation des bulles d'air, et l'on refroidit l'imprégnant non gélifié. L'invention offre de multiples avantages. The invention aims to meet this need and it achieves this through a method of impregnating at least a portion of an electric machine having a coil and magnetic sheets, by immersing said portion in a bath of a impregnant capable of gelling hot, characterized in that it circulates in said coil, while it is immersed, a time-varying electric current, ie alternating or pulsed, so as to create vibrations promoting evacuation of the air bubbles, and the ungelled impregnant is cooled. The invention offers multiple advantages.
Le fait de gélifier au moins partiellement, à la surface du fil et de la tôle, l'imprégnant alors que la partie à imprégner est immergée, permet de bénéficier de la présence d'imprégnant sur potentiellement toutes les zones à recouvrir d'imprégnant. De plus, le bain d'imprégnant étant refroidi autour de la machine, la qualité de l'imprégnant reste quasiment inchangée et les émissions volatiles sont réduites. L'évacuation des bulles d'air grâce aux vibrations provoquées par l'alimentation en courant alternatif ou impulsionnel du bobinage permet de bénéficier au mieux de l'immersion dans le bain d'imprégnant. Un recouvrement à 100 % des brins des bobinages devient possible. La quantité d'imprégnant déposée peut être relativement élevée, car la gélifîcation s'effectue in situ en étant contrôlée par la puissance dissipée par le bobinage et le paquet de tôles. Cette puissance dissipée est contrôlée par l'intermédiaire du générateur et permet de maîtriser l'épaisseur déposée en fonction du temps.  At least partially gel, on the surface of the wire and the sheet, the impregnant while the portion to be impregnated is immersed, allows to benefit from the presence of impregnant on potentially all areas to be coated impregnant. In addition, the impregnating bath being cooled around the machine, the quality of the impregnant remains virtually unchanged and the volatile emissions are reduced. The evacuation of the air bubbles due to the vibrations caused by the alternating current or impulse supply of the winding makes it possible to benefit at best from immersion in the impregnating bath. A 100% recovery of the strands of the windings becomes possible. The amount of impregnant deposited can be relatively high because the gelation is carried out in situ being controlled by the power dissipated by the coil and the sheet package. This dissipated power is controlled by means of the generator and makes it possible to control the deposited thickness as a function of time.
Le procédé peut comprendre l'étape consistant à sortir la partie de machine recouverte d'imprégnant gélifié et à polymériser davantage l'imprégnant sous l'effet de la chaleur dégagée par le courant circulant dans le bobinage. Une telle étape peut avoir lieu dès la sortie de la partie de machine du bain, avant la fin de l'égouttage de celle-ci. Cela permet d'arrêter plus rapidement l'égouttage, en figeant l'imprégnant, et d'accroître la quantité d'imprégnant recouvrant les parties à imprégner.  The method may include the step of removing the gel-coated impregnated machine part and further polymerizing the impregnant under the effect of the heat generated by the current flowing in the coil. Such a step can take place as soon as the machine part of the bath leaves, before the end of the draining thereof. This makes it possible to stop the dripping more quickly by freezing the impregnant and to increase the amount of impregnant covering the parts to be impregnated.
Puis, une fois cette étape effectuée, on peut procéder à une cuisson finale de l'imprégnant en dirigeant sur ladite partie de machine au moins un jet d'air chaud, de préférence puisé, en particulier sur les tôles.  Then, once this step is carried out, it is possible to carry out a final baking of the impregnant by directing on said machine part at least one jet of hot air, preferably pulsed, in particular on the sheets.
Préalablement à l'immersion de la partie de machine à imprégner, on peut élever la température de celle-ci en faisant circuler un courant dans le bobinage. Ainsi, la partie de machine à imprégner est plongée déjà chaude, à une température supérieure à la température ambiante, dans le bain. Cela peut accélérer la gélifîcation de l'imprégnant.  Prior to immersion of the impregnating machine part, the temperature thereof can be raised by circulating a current in the coil. Thus, the impregnating machine part is already dipping hot, at a temperature above room temperature, into the bath. This can accelerate the gelation of the impregnant.
Le procédé selon l'invention est facilement adaptable à l'ensemble des machines tournantes, notamment celles de puissance comprise entre 0,1 kW et 2 MW, et aux différents types de bobinages de stators. L'invention permet d'éviter d'avoir à entraîner en rotation la partie de machine à imprégner, d'avoir à l'essuyer, de bien maîtriser la quantité d'imprégnant déposée, et d'éviter le recours à une irradiation UV. La machine peut n'être immergée qu'une seule fois dans l'imprégnant. L'intensité du courant circulant peut être choisie de façon à faire gélifier in situ une épaisseur d'imprégnant comprise entre 50 microns et 1 mm. The method according to the invention is easily adaptable to all rotating machines, in particular those with a power of between 0.1 kW and 2 MW, and to different types of stator windings. The invention makes it possible to avoid having to rotate the part of the machine to be impregnated, to have to wipe it, to control the quantity of impregnant deposited, and to avoid the use of UV irradiation. The machine can be immersed only once in the impregnant. The intensity of the circulating current can be chosen so as to gel in situ an impregnant thickness of between 50 microns and 1 mm.
Le procédé selon l'invention permet d'améliorer la rétention de l'imprégnant, tout en diminuant la quantité de déchets et la durée de l'opération d'imprégnation. Il permet d'utiliser comme imprégnant un vernis ou une résine à très faible COV, et améliore la tension PDIV (Partial Discharge Inception Voltage) de la machine électrique.  The process according to the invention makes it possible to improve the retention of the impregnant, while reducing the quantity of waste and the duration of the impregnation operation. It makes it possible to use as impregnating a varnish or a resin with very low VOC, and improves the voltage PDIV (Partial Discharge Inception Voltage) of the electric machine.
Le courant qui alimente le bobinage est de préférence un courant alternatif, avantageusement généré par un variateur de fréquence ou onduleur. On peut ainsi jouer sur la puissance dissipée en faisant varier la fréquence et/ou la tension, afin d'obtenir un recouvrement par l'imprégnant de l'épaisseur souhaitée, par exemple entre 50 microns et 1mm comme mentionné ci-dessus.  The current which supplies the winding is preferably an alternating current, advantageously generated by a frequency converter or inverter. One can thus play on the power dissipated by varying the frequency and / or the voltage, in order to obtain a covering by the impregnant of the desired thickness, for example between 50 microns and 1mm as mentioned above.
La fréquence du courant est de préférence comprise entre 5 et 200 Hz, mieux entre 60 et 140 Hz.  The frequency of the current is preferably between 5 and 200 Hz, better between 60 and 140 Hz.
L'imprégnation peut être assistée par le vide et/ou la pression. Ainsi, ladite partie à imprégner de la machine peut être disposée dans une enceinte et un vide peut être réalisé dans l'enceinte préalablement à l'injection dans celle-ci de l'imprégnant.  Impregnation can be assisted by vacuum and / or pressure. Thus, said part to be impregnated with the machine can be placed in a chamber and a vacuum can be produced in the chamber prior to injection into the latter of the impregnant.
L'imprégnant peut aussi être pressurisé à une pression supérieure à 1023 Pa (pression atmosphérique), notamment à une surpression comprise entre 0,5 bar et 10 bars, préférentiellement entre 2 et 6 bars, notamment entre 4 et 6 bars.  The impregnant may also be pressurized at a pressure greater than 1023 Pa (atmospheric pressure), especially at an overpressure of between 0.5 bar and 10 bar, preferably between 2 and 6 bar, especially between 4 and 6 bar.
Le procédé comporte de préférence une circulation de l'imprégnant vers et en retour d'un échangeur thermique ou autre moyen de refroidissement destiné à maintenir la température du bain d'imprégnant constante. L'écart de température entre le départ et le retour est par exemple compris entre 5 et 20°C ; on a par exemple une température de départ comprise entre 30 et 40°C et une température de retour comprise entre 20 et 30°C.  The method preferably comprises circulating the impregnant to and from a heat exchanger or other cooling means for maintaining the constant impregnating bath temperature. The temperature difference between the departure and the return is for example between 5 and 20 ° C; for example, a starting temperature of between 30 and 40 ° C. and a return temperature of between 20 and 30 ° C.
L'évacuation de l'imprégnant chaud non polymérisé peut s'effectuer par débordement.  The evacuation of the uncured hot impregnant can be effected by overflow.
De l'imprégnant non utilisé peut être injecté pour maintenir la qualité de l'imprégnant du bain et le niveau de celui-ci, et compenser la quantité d'imprégnant consommée. L'injection d'imprégnant neuf peut se faire en délivrant l'imprégnant dans le haut d'un bac servant à la collecte de l'imprégnant chaud par débordement.  Non-used impregnating agent can be injected to maintain the quality of the impregnating bath and the level of it, and to compensate for the amount of impregnant consumed. The injection of new impregnant can be done by delivering the impregnant in the top of a tray for the collection of hot impregnant by overflow.
L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, une installation pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention, tel que défini ci-dessus, comportant : - une cuve pour recevoir une partie de machine électrique à imprégner, comportant un bobinage et des tôles magnétiques, cette partie étant reçue dans la cuve de telle sorte qu'elle soit immergée dans un imprégnant, Another subject of the invention, according to another of its aspects, is an installation for implementing the method according to the invention, as defined above, comprising: a tank for receiving a part of an electrical machine to be impregnated, comprising a coil and magnetic sheets, this part being received in the tank so that it is immersed in an impregnant,
- un générateur électrique, notamment un variateur de fréquence ou un onduleur, à relier au bobinage, de façon à faire circuler dans celui-ci un courant électrique variant dans le temps alors que la partie de machine est immergée et provoquer la gélifïcation in situ de l'imprégnant sous l'effet de la chaleur dégagée par effet Joule dans le bobinage et par courants induits dans les tôles, ainsi que des vibrations,  an electric generator, in particular a frequency converter or inverter, to be connected to the winding, so as to circulate therein a time-varying electric current while the machine part is immersed and to cause gelation in situ of the impregnant under the effect of the heat released by the Joule effect in the winding and by currents induced in the sheets, as well as vibrations,
- un échangeur pour refroidir l'imprégnant non polymérisé contenu dans la cuve.  an exchanger for cooling the unpolymerized impregnant contained in the tank.
La cuve peut être à débordement, l'imprégnant qui déborde étant collecté et envoyé dans Γ échangeur.  The tank may be overflow, the impregnant which overflows being collected and sent into the exchanger.
La cuve peut être présente dans une enceinte où le vide peut être réalisé, ou en variante dans une enceinte mise en surpression.  The tank may be present in an enclosure where the vacuum can be achieved, or alternatively in an enclosure placed under an overpressure.
L'installation peut comporter un réservoir contenant de l'imprégnant neuf, configuré pour l'injecter progressivement dans le circuit d'imprégnant au contact de la partie à imprégner. Cette injection peut se faire via un bac de collecte de l'imprégnant chaud par débordement. Le réservoir est ainsi relié par un circuit au bain d'imprégnant et peut assurer sa mise à niveau pour compenser l'imprégnant consommé.  The installation may comprise a reservoir containing new impregnant, configured to inject it gradually into the impregnant circuit in contact with the part to be impregnated. This injection can be done via a collection tray hot impregnant by overflow. The reservoir is thus connected by a circuit to the impregnating bath and can ensure its leveling to compensate for the impregnated consumed.
L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, d'un exemple de mise en œuvre non limitatif de celle-ci, et à l'examen du dessin annexé, sur lequel :  The invention will be better understood on reading the description which follows, of an example of non-limiting implementation thereof, and on examining the appended drawing, in which:
- la figure 1 représente un exemple d'installation pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention, et  FIG. 1 represents an example of an installation for implementing the method according to the invention, and
- la figure 2 est une courbe donnant la puissance dissipée en fonction de la fréquence du courant d'alimentation du bobinage.  FIG. 2 is a curve giving the power dissipated as a function of the frequency of the winding supply current.
On a représenté à la figure 1 une installation 1 pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention.  FIG. 1 shows an installation 1 for implementing the method according to the invention.
Cette installation comporte une cuve 2 à débordement, dans laquelle une partie de machine M à imprégner, telle qu'un stator par exemple, peut être complètement immergée comme illustré. La cuve 2 est remplie à ras-bord d'un imprégnant I liquide. L'imprégnant qui déborde tombe dans un bac de collecte 3, où il est prélevé par une pompe (non représentée) pour être envoyé dans un refroidisseur 4. Ce dernier comporte un échangeur de chaleur, et l'imprégnant réfrigéré est réinjecté en fond de cuve 2 par une canalisation 8. La température de l'imprégnant réinjecté dans la cuve 2 est par exemple inférieure ou égale à 30 ou 35°C, étant par exemple de 25°C environ, comme indiqué sur la figure. Le départ d'imprégnant peut se faire à 35°C, par exemple. This installation comprises an overflow tank 2, in which a machine part M to be impregnated, such as a stator for example, can be completely immersed as illustrated. The tank 2 is filled to the brim with a liquid impregnant I. The impregnant which overflows falls into a collection tank 3, where it is taken by a pump (not shown) to be sent to a cooler 4. The latter comprises a heat exchanger, and the impregnated refrigerant is reinjected into the bottom of tank 2 via a pipe 8. The temperature of the impregnant reinjected into the tank 2 is for example less than or equal to 30 or 35 ° C, being for example about 25 ° C, as shown in the figure. The starting impregnant can be done at 35 ° C, for example.
L'installation 1 comporte un réservoir 11 qui contient de l'imprégnant neuf. Ce dernier peut être déversé en un point haut du bac 3 à l'aide d'un conduit 12.  The installation 1 comprises a reservoir 11 which contains new impregnant. The latter can be discharged at a high point of the tray 3 using a conduit 12.
Conformément à l'invention, le circuit électrique de la machine est relié à un générateur électrique 10, alimenté par exemple par le réseau triphasé industriel. Le générateur est constitué par un variateur de fréquence ou un onduleur qui permet de choisir la tension et la fréquence du courant injecté dans le bobinage de la machine M.  According to the invention, the electrical circuit of the machine is connected to an electric generator 10, powered for example by the industrial three-phase network. The generator is constituted by a frequency converter or an inverter which makes it possible to choose the voltage and the frequency of the current injected into the winding of the machine M.
Le courant injecté provoque une élévation locale de la température du fil du bobinage et des tôles.  The injected current causes a local rise in the temperature of the winding wire and the plates.
Le choix de la tension et de la fréquence s'effectue en fonction des pertes thermiques générées dans le bobinage (pertes joules) et la tôle (pertes liées aux courants de Foucault).  The choice of voltage and frequency is made according to the thermal losses generated in the winding (joules losses) and the sheet (losses due to eddy currents).
A titre indicatif, on a représenté à la figure 2 un exemple de courbe donnant la puissance absorbée en fonction de la fréquence du courant injecté, pour une machine donnée. Dans cet exemple, la puissance dissipée est maximale pour 100 Hz environ.  As an indication, FIG. 2 shows an example of a curve giving the power absorbed as a function of the frequency of the injected current, for a given machine. In this example, the dissipated power is maximum for about 100 Hz.
L'imprégnant peut être tout composé isolant électrique adapté, réticulable à chaud. Il s'agit par exemple de d'imprégnant de la famille des polyesters, polyesterimides ou époxy.  The impregnant can be any suitable electrical insulating compound, heat-curable. It is for example impregnant family of polyesters, polyesterimides or epoxy.
L'installation 1 est utilisée de la façon suivante.  Installation 1 is used as follows.
La partie de machine M à imprégner est tout d'abord suspendue au-dessus du bain contenu dans la cuve 2.  The machine part M to be impregnated is first suspended above the bath contained in the tank 2.
Le courant est injecté dans le bobinage, ce qui échauffe celui-ci et le circuit magnétique.  The current is injected into the coil, which warms it and the magnetic circuit.
La machine est ensuite immergée dans la cuve 2 contenant l'imprégnant. La chaleur provoque une dilatation du gaz des bulles présentes et les vibrations induites par l'alternance du courant facilitent le départ des bulles vers la surface. L'imprégnant gélifie au contact des zones chaudes ayant une température suffisante. La gélification se produit localement sur toutes les parties chaudes de la machine. Il n'y a pas de dégradation sensible de l'imprégnant du bain compte-tenu de la circulation de l'imprégnant et de son maintien en température. The machine is then immersed in the tank 2 containing the impregnant. The heat causes a gas expansion of the bubbles present and the vibrations induced by the alternation of the current facilitate the departure of the bubbles towards the surface. The impregnant gels in contact with hot areas having a sufficient temperature. Gelation occurs locally on all hot parts of the machine. There is no significant degradation of the bath impregnant given the circulation of the impregnant and its maintenance temperature.
La partie de machine M est ensuite sortie et suspendue au-dessus de la cuve d'imprégnation 2. L'alimentation électrique est maintenue aux bornes de la machine, ce qui provoque une gélification additionnelle permettant d'arrêter l'égouttage de l'imprégnant non gélifié.  The machine part M is then output and suspended above the impregnating tank 2. The power supply is maintained at the terminals of the machine, which causes additional gelation to stop the dripping of the impregnating agent. ungelled
La machine ainsi traitée dispose alors d'une couche d'imprégnant suffisamment épaisse et gélifiée pour entamer la dernière phase du procédé, à savoir la cuisson de l'imprégnant.  The machine thus treated then has a layer of impregnant sufficiently thick and gelled to begin the last phase of the process, namely the cooking of the impregnant.
Cette phase de cuisson est réalisée à l'aide d'un système d'air chaud puisé, focalisé sur les parties ferreuses. L'alimentation électrique du bobinage est à ce stade déconnectée de la machine.  This cooking phase is carried out using a pulsed hot air system, focused on the ferrous parts. The power supply of the winding is at this point disconnected from the machine.
Diverses modifications peuvent être apportées à l'installation sans sortir du cadre de la présente invention.  Various modifications can be made to the installation without departing from the scope of the present invention.
Par exemple, la cuve est disposée dans une enceinte appropriée et le vide peut être fait au-dessus de la cuve pour faciliter le dégazage de l'imprégnant sans injection de courant.  For example, the tank is placed in a suitable enclosure and the vacuum can be made above the tank to facilitate the degassing of the impregnant without injection of current.
En variante, la cuve est placée dans une enceinte mise sous pression pour aider l'imprégnant à atteindre des zones qui seraient sinon peu accessibles.  Alternatively, the tank is placed in an enclosure pressurized to help the impregnant to reach areas that would otherwise be inaccessible.
Plutôt qu'un courant alternatif, un courant redressé non filtré peut être utilisé, ou un courant impulsionnel.  Rather than alternating current, an unfiltered rectified current can be used, or a pulse current.
Le refroidissement de l'imprégnant peut être assuré par tout moyen.  The cooling of the impregnant can be provided by any means.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'imprégnation d'au moins une partie d'une machine électrique (M) comportant un bobinage et des tôles magnétiques, par immersion de ladite partie dans un bain d'un imprégnant (I) capable de gélifier à chaud, caractérisé par le fait que l'on fait circuler dans ledit bobinage, alors que celui-ci est immergé, un courant électrique alternatif ou impulsionnel variant dans le temps de façon à créer des vibrations favorisant l'évacuation des bulles d'air, et l'on refroidit l'imprégnant non gélifié. 1. A method of impregnating at least a portion of an electric machine (M) having a coil and magnetic sheets, by immersing said portion in a bath of an impregnant (I) capable of gelling hot, characterized by circulating in said coil, while immersed, an alternating electric or pulse current varying in time so as to create vibrations favoring the evacuation of the air bubbles, and the the ungelled impregnant is cooled.
2. Procédé selon la revendication 1, ledit courant étant un courant alternatif.  2. Method according to claim 1, said current being an alternating current.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, la fréquence du courant étant comprise entre 5 et 200 Hz. 3. Method according to one of claims 1 and 2, the frequency of the current being between 5 and 200 Hz.
4. Procédé selon la revendication 3, la fréquence étant comprise entre 60 et 4. Method according to claim 3, the frequency being between 60 and
140 Hz. 140 Hz.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, l'intensité du courant circulant étant choisie de façon à faire gélifier in situ une épaisseur d'imprégnant comprise entre 50 microns et 1mm.  5. Method according to any one of the preceding claims, the intensity of the circulating current being chosen so as to gel in situ an impregnant thickness of between 50 microns and 1mm.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, ladite partie de machine (M) étant disposée dans une enceinte et un vide étant réalisé dans l'enceinte.  6. Method according to any one of the preceding claims, said machine part (M) being disposed in a chamber and a vacuum being formed in the chamber.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, l'imprégnant étant pressurisé à une pression supérieure à 1023 Pa, notamment à une surpression comprise entre 0,5 bar et 10 bars, de préférence entre 4 et 6 bars.  7. Method according to any one of claims 1 to 5, the impregnant being pressurized at a pressure greater than 1023 Pa, especially at an overpressure between 0.5 bar and 10 bar, preferably between 4 and 6 bar.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant une circulation de l'imprégnant vers et en retour d'un échangeur thermique (4), ou tout autre moyen destiné à le refroidir.  8. Method according to any one of the preceding claims, comprising a circulation of the impregnant to and from a heat exchanger (4), or any other means for cooling it.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape consistant à sortir la partie de machine (M) recouverte d'imprégnant gélifié et à polymériser davantage l'imprégnant sous l'effet de la chaleur dégagée par le courant circulant dans le bobinage.  9. A method according to any one of the preceding claims, comprising a step of removing the machine part (M) covered with gelled impregnant and to further polymerize the impregnant under the effect of the heat released by the current flowing in winding.
10. Procédé selon la revendication immédiatement précédente, l'étape consistant à sortir la partie de machine recouverte d'imprégnant gélifié et à la polymériser davantage étant effectuée dès la sortie de la partie de machine du bain, avant la fin de l'égouttage de celle-ci. 10. The method of claim immediately preceding, the step of removing the machine part covered with gelled impregnant and curing it. more being carried out right out of the machine part of the bath, before the end of the draining thereof.
11. Procédé selon l'une des deux revendications immédiatement précédentes, dans lequel on procède à une cuisson finale de l'imprégnant en dirigeant sur ladite partie de machine au moins un jet d'air chaud, de préférence puisé, en particulier sur les tôles.  11. A method according to one of the two immediately preceding claims, wherein is carried out a final firing of the impregnant by directing on said machine part at least one jet of hot air, preferably pulsed, particularly on the plates .
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, préalablement à l'immersion de la partie de machine à imprégner, on élève la température de celle-ci en faisant circuler un courant dans le bobinage.  12. A method according to any one of the preceding claims, wherein, prior to immersion of the impregnating machine part, the temperature thereof is raised by circulating a current in the coil.
13. Installation (1) pour la mise en œuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant :  13. Installation (1) for implementing the method according to any one of the preceding claims, comprising:
- une cuve (2) pour recevoir une partie de machine électrique (M) à imprégner, comportant un bobinage et des tôles magnétiques, cette partie étant reçu dans la cuve de telle sorte qu'elle soit immergée dans un imprégnant,  a tank (2) for receiving a part of the electric machine (M) to be impregnated, comprising a winding and magnetic sheets, this part being received in the tank so that it is immersed in an impregnant,
- une alimentation électrique (10) à relier au bobinage, de façon à faire circuler dans celui-ci un courant électrique variant dans le temps alors que la partie de machine est immergée dans la cuve (2) et provoquer la gélifïcation in situ de l'imprégnant sous l'effet de la chaleur dégagée par effet Joule dans le bobinage et par courants induits dans les tôles, ainsi que des vibrations,  - a power supply (10) to be connected to the winding, so as to circulate in it a time-varying electric current while the machine part is immersed in the tank (2) and cause in situ gelation in the impregnating under the effect of the heat released by the Joule effect in the winding and by currents induced in the sheets, as well as vibrations,
- un échangeur (4) pour refroidir l'imprégnant (I) non polymérisé contenu dans la cuve (2).  - An exchanger (4) for cooling the unpolymerized impregnant (I) contained in the tank (2).
14. Installation selon la revendication 13, la cuve étant à débordement.  14. Installation according to claim 13, the tank being overflow.
15. Installation selon l'une des revendications 13 et 14, comportant un réservoir d'imprégnant neuf (11) pour compenser la consommation d'imprégnant dans cuve, relié par un circuit (12) au bain d'imprégnant.  15. Installation according to one of claims 13 and 14, comprising a new impregnant tank (11) to compensate for the consumption of impregnant in the tank, connected by a circuit (12) to the impregnating bath.
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