<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS A LA CONSTRUCTION DES MACHINES DYNAMOELECTRIQUESo
La présente invention concerne les machines dynamoélectriques et s'applique en particulier aux gros turbo-alternateurs.
A l'heure actuelle, les dimensions de telles machines tendent vers la limite des dimensions pratiquement réalisables et une nouvelle aug- mentation de puissance n'est possible qu'avec une méthode plus efficace pour 'dissiper la chaleur des enroulements. Jusqu'ici, le refroidissement des parties noyées des enroulements du rotor était effectué par la circulation de gaz réfrigérant, à travers des canaux formés dans les dents du rotor, en- tre les encoches du bobinage. Avec une telle disposition, la chaleur produite dans les conducteurs doit passer, par conduction, vers les parois des canaux de ventilation. Le trajet parcouru par la chaleur traverse l'isolant garnis- sant l'encoche, et, comme la piupart des bons isolants électriques sont en même temps de bons isolateurs de la chaleur, le dispositif présente des li- mites d'efficacité.
La présente invention a pour objet une machine dynamoélectrique dans laquelle les encoches du stator et/ou du rotor possèdent des entretoises isolantes, entre les conducteurs et les parois latérales des encoches, ces entretoises étant disposées de manière à ménager des passages axiaux se pro- longeant des deux côtés des. conducteurs, des moyens étant prévus pour faire passer des gaz réfrigérants dans lesdits passages. Avec une .telle disposition; le gaz entre en contact réel avec les conducteurs et assure un refroidisse- ment plus efficace.
Dans le cas d'un stator, les entrétoises peuvent être fixées dans leur position axiale et peuvent être munies,. soit de trous axiaux qui les traversentsoit de rainures sur, leurs surfaces latérales. Avec cette derniè- re disposition, les rainures sont, de préférence, inclinées de manière à ne pas être parallèles aux conducteurs et à former ainsi des nervures se prolon- geant latéralement, par rapport aux conducteurs, pour augmenter la résistance
<Desc/Clms Page number 2>
mécanique.
En variante, les entretoises peuvent ne couvrir qu'une partie de la hauteur des encoches, dans lesquelles elles peuvent être unies aux conducteurs.
Dans le cas d'un rotor, les entretoises peuvent consister en des rouleaux isolants, tournant autour d'un axe radial, de manière que tout mouvement relatif entre le conducteur et les parois latérales voisines de l'encoche, à cause de la dilatation thermique, puisse se produire.
Le gaz réfrigérant est, par exemple, de l'air ou de l'hydrogène.
L'invention sera d'ailleurs bien comprise en se référant à la description qui suit et au dessin qui l'accompagne à titre d'exemple non li- mitatif et dans lequel : - la figure 1 est une coupe d'une encoche statorique, conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue longitudinale d'une partie d'une enco- che statorique prise selon-'la ligne II-II de la figure l, la partie 2A mon- trant la construction de l'encoche à l'extrémité de la machine, et la par- tie 2B montrant la construction au milieu de la machine.
- la figure 3 est une vue analogue à la figure 1, montrant une au- tre construction des entretoises.
- la figure 4 est une vue analogue aux figures 1 & 3, mais montrant une autre disposition.
- les figures 5A & 5B sont analogues' aux figures 2A et 2B, mais dans le cas de la figure 4: - la figure 6 est une vue montrant la coupe d'une encoche rotori- que.
- la figure 7 est une vue d'une variante, convenant pour le rotor.
- la figure 8 est une coupe longitudinale de l'extrémité d'un tur- bo-alternateur, motrant les extrémités du stator et du rotor.
En se reportant aux figures 1 & 2, on voit que le bobinage est cons- titué par quatre barres 1 formant le conducteur supérieur, et par quatre barres 2 formant le conducteur inférieur. De l'isolant est disposé entre barres ad- jacentes. Les conducteurs 1 et 2 sont séparés par une cale d'espacement 3 et des cales d'espacement 4 & 5 sont disposées au-dessus du conducteur supérieur.
. La référence 6 représente l'isolant de l'encoche et 7 est une cale pénétrant dans des rainures du noyau 8 pour maintenir les conducteurs de l'encoche, comme connu. Les barres des conducteurs sont séparées des cô- tés de l'encoche par des entretoises 9,interposées entre les côtés des bar- res 1 & 2, d'une part, et l'isolant 6 de l'encoche, d'autre part. Les entre- toises sont espacées les unes des autres, le long des encoches, tel que re- présenté figures 2A & 2B, et des passages pour le gaz, entre les entretoises, ' ' sont ménagés par des rainures 10 formées des deux côtés des entretoises 9.
On remarquera que ces rainures ne sont pas parallèles aux conduc- teurs, mais leur sont obliques, de façon que la surface entre rainures cons- titue un support approprié pour résister aux mouvements mécaniques.
Au milieu de la machine, des passages radiaux 11 relient les passages adjacents aux conducteurs 2, aux passages adjacents aux conducteurs 1 tandis que des canaux additionnels 12 permettent aux passages latéraux des conducteurs 1, de se décharger dans des canaux axiaux 13 prévus de cha- que côté de la cale isolante 5. Celle-ci présente, à son tour, des passa- ges transverseux 14 qui se déchargent dans des canaux radiaux 15 qui débou- chent vers le haut de l'encoche.
Dans la figure 2A, qui montre la 'construction de l'encoche, au bout de la machine, les canaux 11, 12 & 14, ainsi que le canal 13 n'existent..
<Desc/Clms Page number 3>
pas, car si les canaux d'encoches se déchargeaient aux extrémités de la ma- chine, les parties des encoches, qui se trouvent au milieu de la machine, pourraient avoir une alimentation.insuffisante en gaz de refroidissement.
@ 'l
La construction suivant figure 3 est analogue, sauf en ce que les rainures sont remplacées par des trous 16, ceux-ci peuvent ,bien enten- du, être axiaux.
Dans les dispositions des figures 1, 2 & 3, les barres indivi- duelles 1 du conducteur sont séparées par un isolant 17, et les barres indi- viduelles 2, de l'autre conducteur, sont séparées par un isolant 18, le mou- vement latéral des barres étant empêché par les entretoises.
Les figures 4 & 5, représentent une variante, analogue aux pré- cédentes, à l'exception toutefois que des entretoises notablement plus pe- tites 19 sont disposées entre les conducteurs et les parois de l'encoche.
Elles peuvent être fixées aux barres 1 ou 2 pour être maintenues en position.
Avec une telle disposition, les conducteurs peuvent être maintenus ensemble par des bandes isolantes 20 enroulées autour de chaque groupe de barres, ces barres 20 étant à une certaine distance les unes des autres, le long des conducteurs, de manière à ménager des parties intermédiaires des conduc- teurs, contre lesquelles les gaz sont en contact direct avec le métal de ces conducteurs, et en assurent un refroidissement efficace.
La figure 6 montre une construction qui convient pour une enco- che de rotor.
Dans ce cas, les conducteurs 21 sont munis de rouleaux isolants 22, de chaque côté, et ces rouleaux peuvent tourner autour d'un axe radial de la machine, de manière que les conducteurs 21 puissent se dilater axiale- ment, lors de leur échauffement. Les déplacements relatifs entre les conduc- teurs 21 et le corps 23 du rotor, sont possibles par suite de la rotation sur eux-mêmes des rouleaux. Des rainures 24 sont ménagées dans ces rouleaux, afin dé permettre la circulation axiale des gaz de refroidissement le long de l'encoche.
Ces gaz amenés dans les encoches par des canaux auxiliaires 25 se prolongeant en-dessous de ces encoches et débouchant par des passages 26 (en pointillé); dans la partie milieu du rotor, les gaz peuvent sortir des encoches par des passages latéraux 27 (en pointillé) et pénétrer dans des encoches 28 des dents voisines du rotor, ces encoches 28 communiquant, à leur tour, avec des canaux de sortie 29, qui conduisent à la surface ex- térieure du rotor.
. Les encoches sont garnies d'un revêtement isolant 30 qui doit avoir, bien entendu, la résistance mécanique suffisante pour résister à la pression exercée par les rouleaux. L'ensemble des conducteurs est main- tenu dans l'encoche par une cale métallique, 31, suivant la pratique nor- male, et des rouleaux 32 sont disposés entre le dessus des conducteurs et des bandes isolantes 33, afin de s'opposer aux efforts centrifuges exercés par les conducteurs. Bien entendu, ces rouleaux peuvent tourner sur eux- mêmes autour d'un axe transversal à celui de l'encoche.
La disposition de la figure 7 est analogue à celle de la figure 4 sauf que l'on a supprimer l'isolant 6 de l'encoche, de telle sorte que les rouleaux 22 portent directement contre le métal du rotor et les conduc- teurs, et constituent eux-mêmes l'isolant intermédiaire. Dans ce cas, des rainures 34 sont ménagées dans le rotor, le long des côtés des encoches, de manière à favoriser la circulation axiale du gaz; les rouleaux supérieurs 32' se prolongent sur toute la largeur de L'encoche et sont munis de passages additionnels 35 vers les canaux 28.
Pour éviter que les rouleaux ne sortent des encoches, on peut ménager des butées aux extrémités des passages pour les gaz, ces butées étant, par exemple, constituées par des blocs fixes, situés en face des parties épaisses des rouleaux, de façon à ne pas arrêter la circulation du gaz. ,
Dans l'exemple de la figure 7, les rouleaux terminaux peuvent être plus épais et disposés dans des rainures formées dans le rotor, sur
<Desc/Clms Page number 4>
les côtés de l'encoche.
Sur la figure 8, la référence 8, de même que dans les figures précédentes, représente le noyau du stator, et 36 représente le rotor, en élévation. Les extrémités des spires de l'enroulement statorique sont représentées par la référence 37, ces extrémités étant séparées par des bri- des 38 et fixées à des supports isolants 39, suivant le mode de construction bien connu. Un ventilateur 40 est monté sur l'arbre 41 du rotor et envoie le gaz, de l'air, par exemple, par le conduit d'arrivée 42 vers la chambre 43, dans laquelle la pression du gaz s'établit.
Cette pression fait entrer le gaz dans les extrémités des encoches du stator ; cegaz passe le long des côtés des conducteurs et sort par les canaux de sortie 15 (figure 1) et 1-'en- trefer 44, entre rotor et stator, comme mentioné plus haut.
A partie de l'Entrefer, une petite quantité du gaz réfrigérant traverse les canaux radiaux de ventilation 45 du stator et pénètre dans les espaces de décharge 46 du dessus de la carcasse.
En même temps, le gaz -sous pression de la chambre 43 traverse le passage 47, en-dessous des spires terminales 48 de l'enroulement rotori- que (représenté en coupe) et circule vers les extrémités des encoches du rotor et dans les passages longitudinaux 25 (figures 6 & 7); de même que pour le stator, le gaz se décharge dans l'entrefer 44 entre rotor et stator.
Dans le cas de l'hydrogène, comme gaz réfrigérant, ce gaz est amené à recirculer, après refroidissement. Dans le cas de l'air, au contrai- re, cet air peut être évacué dans l'atmosphère.
Bien que l'on ait représenté et décrit quelques exemples de réa- lisation de l'invention, il est bien entendu que l'on ne désire pas se li- miter à ces formes particulières, données simplement à titre d'exemple et sans aucun caractère restrictif et que, par conséquent, toutes les varian- tes utilisant les mêmes moyens techniques et ayant même objet que les dispe- sitions indiquées ci-dessus, rentreraient comme elles dans le cadre de l'in- vention.