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"NOUVEAU PROCEDE PERMETTANT DE DIMINUER L'ECHAUFFEMENT DES
ENROULEMENTS DES STATORS DES MACHINES ELECTRIQUES".
Les stators de machines électriques sont, comme on le sait, constitués d'une masse de tôles, dans laquelle sont prévues des rainures ou encoches destinées à recevoir les conducteurs.
La figure 1 des dessins ci-annexés représente une sec. tion longitudinale d'un stator de machine électrique, où l'on peut voir en 1, les paquets de tôles magnétiques dont l'ensem- ble est d'ordinaire désigné du nom de masse des tôles.
La figure 2 représente une coupe perpendiculaire à l'axe de la machine, pratiquée suivant la droite AB de la fi- gure 1, qui est une coupe faite suivant la droite CD de la figure 2.
On voit sur ces figures les parties actives des con- ducteurs 2 et 3 représentés en coupe figure 2, laquelle mon- tre également l'encoche 4 qui leur sert de logement ainsi que @
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les encoches 5 voisines. Les parties actives des conducteurs, logées dans les différentes encoches de la masse des tôles doivent être reliées entre elles, à l'extérieur de cette masse; cette liaison est réalisée par des conducteurs spéciaux, de forme appropriée, appelés communément têtes de bobines, ainsi qu'il est représenté en 6 sur la figure 1. Les conducteurs proprement dits sont isolés de la masse des tôles par une enveloppe isolante.
Le passage du courant dans les enroulements y produit une élévation de température, qui doit être maintenue dans cer- taines limites ; ceci est généralement obtenu en dirigeant un courant d'air sur les conducteurs, en particulier, sur les têtes des bobines. L'échauffement des parties d'enroulement situées en dehors de la masse des tôles dépend, en ordre principal, de l'é- paisseur de l'isolant enveloppant ces conducteurs, de la surface de leur enveloppe et de la quantité de chaleur qui doit traver- ser cette enveloppe ; ces derniers facteurs fixent d'ailleurs le nombre de calories que l'air de refroidissement doit enlever par unité de surface des isolants.
Le procédé auquel se rapporte la présente invention permet de réduire l'échauffement des conducteurs, grâce à une augmentation de la surface de refroidissement des têtes de bobi- nes et est particulièrement applicable au bobinage des turbo-al- ternateurs. Il est connu que dans ces machines on doit d'ordi- naire, pour des raisons électriques, subdiviser les conducteurs en lamelles et isoler celles-ci les unes des autres; on connecte ces lamelles en parallèle en certains endroits convenablement choisis de l'enroulement.
Les figures 3 et 4 sont des coupes transversales de conducteurs situés dans les rainures. Sur la figure 3, le conduc- teur est composé de lamelles 7, isolées les unes des autres par des bandelettes 8 de matériaux ad hoc. L'ensemble est entouré d'une gaine -isolante 9.
Dans certains cas, chaque lamelle peut être divisée en
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deux demi-lamelles 22 - 23,comme montré fig. 4, sur laquais l'isolation entre les lamelles ne figure plus.
La coupe des conducteurs dans les têtes de bobines est généralement identique à la coupe pratiquée dans les rainures.
La présente invention s'applique à un enroulement compo- sé de conducteurs dans lesquels les lamelles sont divisées en deux ou plusieurs parties dans le sens de la largeur. Dans le cas où les lamelles sont divisées en deux parties dans le sens de la largeur, tel que représenté fig. 4, cette invention consiste à grouper les lamelles dans les têtes de bobines, de manière à y former un conducteur dont toutes les lamelles sont situées sur une seule file.
La figure 5 montre, à titre d'exemple, l'application de l'invention au conducteur de la figure 4 (coupe transversale pratiquée dans la rainure). Dans cette figure 5 qui est une coupe transversale pratiquée dans la tête de bobine, il y a donc une modification du groupement des lamelles :deux demi-lamelles, telles que 22 et 23, qui sont l'une à côté de l'autre sur la fig. 4, sont l'une au-dessus de l'autre sur la fig. 5.
La fig. 6, qui est une coupe longitudinale partielle d'une machine ayant deux conducteurs par encoche, montre en 10 le conducteur du fond de la rainure et en 11 le conduateur voi- sin de l'entrefer; on a supposé ce dernier non isolé et divisé dans le sens de la hauteur en cinq lamelles partagées chacune en deux demi-lamelles dans le sens de la largeur. On voit, d'après la coupe 12 pratiquée dans la tête de bobine de ce condue- teur 11, que les demi-lamelles sont situées sur une seule file dans les têtes de bobines. Les sections 13,14, 15,16 et 17, également montrées, correspondent à d'autres conducteurs. La mo- dification du groupement des lamelles se fait dans la région du coude du conducteur envisagé à la naissance des têtes de bobines, soit en 18 pour le conducteur 11 et en 19 pour le conducteur 10.
La figure7 représente en perspective un tronçon d'un conducteur agencé conformément à la présente invention ; par- tie 20 est logée dans l'encoche, tandis que la partie 21 est si-
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tuée dans les têtes de bobines.
Afin de réaliser ia modification dans l'agencement des lamelles, on procède, par exemple, comme suit : lors de la confection des bobines de l'enroulement, les demi-lamelles constituant un conducteur sont divisées en deux catégories; une première catégorie, appelée ci-après catégorie I, se compo- sant de demi-lamelles qui ne sont pas pliées sur champ pour réa- liser la modification de leur agencement et une catégorie dite II qui se compose de demi-lamelles que l'on plie sur champ pour les amener en file avec celles de la catégorie I.
La figure 8 est une vue partielle montrant le dé- veloppement de deux demi-lamelles voisines, telles que 22 et 23 de la fig. 4, à l'endroit où se fait la modification; on y voit en 24 une demi-lamelle de la catégorie I et en 25 une demi-lamelle de la catégorie II qui est pliée sur champ et sur plat en 26 de manière à pouvoir être superposée à la demi- lamelle 24 sur la longueur 27. On conçoit que la superposition des demi-lamelles exige un léger pliage sur plat des demi-la- melles de la catégorie II. Lors de l'assemblage de lamelles, les demi-lamelles des catégories I et II sont alternées dans les têtes des bobines. Les plis 26 sont disposés en des endroits convenables, tels que 18 et 19 sur la fig. 6.
On conçoit facilement que, par ce procédé simple, les demi-lamelles sont disposées de manière à former dans les rai- nures un conducteur,du type montré fig. 4, à demi-lamelles jux- taposées et dans les têtes des bobines un conducteur,du type montré fig. 5, à demi-lamelles superposées.
La présente invention permet donc de donner à l'unité de longueur des conducteurs des têtes des bobines une surface de refroidissement beaucoup plus grande que la surface des conduc- teurs tels qu'agencés dans les rainures, d'où une réduction très sensible de l'échauffement des têtes des bobines.
On peut citer aussi comme autre avantage de ce nouveau procédé de bobinage; la réduction des pertes supplémentaires
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dans les têtes des bobines du fait que les lamelles de/conduc- teurs offrent une largeur réduite de moitié dans le sens perpen- diculaire au flux de dispersion @ (voir fig. 6).
Bien que la description qui précède ne se réfère qu'à l'application de la présente invention à un turbo-alter- nateur ayant deux conducteurs lamellés par encoche, chacune des lamelles étant elle-même divisée en deux lamelles situées à la même profondeur dans l'encoche, le nouveau procédé s'étend natu - rellement à tous les types de machines électriques rotatives ou statiques et quel, que soit le nombre des lamelles juxtaposées à une même hauteur des encoches.
En outre, il est loisible, sans sortir du cadre de l'invention. d'appliquer éventuellement le nouveau procédé de diminution de l'échauffement des stators de machines électriques de façon à réaliser des variantes se comportant pratiquement de la même manière que l'exemple d'application décrit ci-dessus.