Rotor de grandes dimensions pour machines électxiques tournant<B>à</B> grande vitesse. L'augmentation constante de la puissance des turbo-alternateurs amène #à concevoir des arbres de rotor de très grande longueur et de diamètre considérable, tournant très rapide ment, dont la fabrication entraîne des diffi cultés au point de vue métallurgique.
De tels rotors sont soumis, en raison de la grande vitesse périphérique,<B>à</B> des efforts con sidérables dus<B>à</B> l'action de la force centri fuge et doivent être nécessairement fabri qués avec des aciers spéciaux exigeant une opération de trempe qui leur donne leurs propriétés mécaniques particulières.<B>A</B> cet ef fet, un trou axial est prévu dans l'arbre de rotor, afin d'augmenter la surface destinée<B>à</B> venir en contact avec le fluide de trempe.
La réalisation d'arbres de ce genre est difficile, sinon impossible, au delà de cer taines dimensions, ce qui a amené<B>à</B> envisager la division de Farbre en trois éléments, c'est- à-dire en une pièce centrale et deux fusées latérales.
<B>Il</B> a<B>déjà</B> été construit des arbres pour des rotors du type<B>à</B> rainures parallèles, com portant une partie centrale formant le rotor proprement dit, assemblée avec les deux fusées latérales, tel que représenté, par exemple, aux fig. <B>1</B> et 2 du dessin annexé, ces deux<B>fi-</B> gures montrant une construction de ce genre, respectivement partie en élévation latérale, partie en coupe transversale, et partie en<B>élé-</B> vation longitudinale, partie en coupe longi tudinale. ai, a2 désignent des rainures paral lèles pratiquées dans la partie centrale<B>b;</B> <B>ci,</B> c2 désignent les deux fusées fixées<B>à</B> la partie centrale.
<B>Il</B> a aussi été réalisé des arbres de rotor dans lesquels les fusées latérales sont enchâs sées dans un trou axial pratiqué dans le ro tor proprement dit. Une construction de ce genre est représentée schématiquement<B>à</B> la fig. <B>3</B> du dessin, la partie centrale de l'arbre ou rotor proprement dit étant désignée par bi et les fusées enchâssées dans celui-ci par <B>ci,</B> C2.
La présente invention a pour objet un ro tor de grandes dimensions pour machines électriques tournant<B>à</B> grande vitesse<B>et</B> comportant trois éléments distincts,<B>à</B> savoir un corps médian en une seule pièce portant l'enroulement, et deux fusées latérales fixées audit corps média7n. Ce rotor se caractérise en ce que le corps médian possède,à chaque bout au moins une rainure circulaire destinée<B>à</B> recevoir les têtes d'enroulement, une collerette étant prévue respectivement<B>à</B> chaque extré mité du corps médian en dehors des têtes d'enroulement.
La fig. 4 du dessin annexé représente,<B>à</B> titre d'exemple, en coupe longitudinale par tielle, une forme d'exécution d'un rotor réa lisé conformément<B>à</B> l'invention.
Dans cette figure,<B>1</B> désigne le corps mé dian du rotor et 2 une des fusées latérales. Le corps médian<B>1</B> est établi sous forme de cylindre dans lequel est prévu un trou axial <B>3,</B> dont le diamètre est le plus grand possible, de façon<B>à</B> améliorer les conditions du traite ment thermique du rotor comme il sera expli qué par la suite.
<B>A</B> chaque bout du corps médian<B>1</B> est pré vue une rainure circulaire de dimensions suf fisantes pour pouvoir<B>y</B> loger les têtes d'enrou lement<B>5,</B> cette rainure étant délimitée, en sens longitudinal vers l'extérieur, par une collerette<B>6 à</B> laquelle est fixée, de toute fa çon appropriée, par exemple au moyen de vis comme il est indiqué<B>à</B> la fig. 4,<B>19,</B> partie en rebord<B>7</B> de la fusée correspondante 2.
Dans chaque fusée 2 est pratiqué un trou' axial<B>8</B> dont le diamètre est relativement ré duit sur la majeure partie de sa longueur, tandis qu'à sa portion extrême situéeà, proxi mité du corps médian<B>1,</B> il est élargi de façon <B>à</B> correspondre au diamètre du trou<B>3</B> prévu dans ce dernier.
Le rotor comporte enfin des anneaux de retenue<B>9</B> qui empêchent le dépla cement des têtes d'enroulement<B>5,</B> sous l'ac tion de la force centrifuge. Ces anneaux<B>9,</B> qui peuvent être aussi établis en plusieurs pièces, sont fixés par des écrous<B>10</B> se vissant sur une port-ion filetée des collerettes<B>6.</B>
Afin d'augmenter la section de l'entrée d'air de ventilation nécessaire au refroidisse ment des têtes d'enroulement et de la masse du rotor, on a prévu des canaux radiaux 12 et <B>13</B> communiquant respectivement avec les trous axiaux des fusées 2 et du corps médian <B>1.</B> On disposera avantageusement un ou plu sieurs de ces canaux radiaux au-dessous des têtes d'enroulement.
L'air de refroidissement peut alors circu ler comme indiqué par les flèches en traits mixtes, c'est-à-dire qu'il peut pénétrer radia- lement par les canaux 12, circuler longitudi nalement dans le trou axial<B>3</B> et sortir par les canaux radiaux<B>1,3.</B>
En outre, le corps médian présente des ca naux de ventilation<B>11</B> s'étendant latérale ment vers l'extérieur, au travers des colle rettes<B>6,</B> ces canaux<B>11</B> communiquant avec des canaux<B>11'</B> pratiqués dans la portion en rebord<B>7</B> des fusées 2.
On comprend que le rotor décrit est très avantageux au point de vue du refroidisse ment. En<B>plus,</B> sa fabrication est bien simpli fiée, le rotor se composant d'éléments dis tincts qui peuvent être établis et traités sépa rément. Notamment, en ce qui concerne la trempe du corps médian, le fait qu'on peut donner au trou axial<B>3</B> de ce dernier un grand diamètre, assure une très vaste surface de contact avec le fluide de trempe, ce qui donne <B>à</B> la pièce trempée le maximum de ses quali tés mécaniques.
Malgré les grandes dimensions du diamè tre du trou axial<B>3</B> prévu dans le corps mé dian<B>1,</B> cette pièce remplit les conditions ma gnétiques nécessaires, car il est toujours pos sible<B>d'y</B> introduire très facilement, avant l'assemblage du rotor, un noyau métallique cylindrique de diamètre correspondant<B>à</B> ce lui du trou axial<B>-3,</B> ce noyau étant destiné<B>à,</B> établir une section suffisante pour le passage du flux dans le rotor.
En plus des avantages mentionnés ci- dessus, il convient d'indiquer que, par suite de la division du rotor en trois éléments, la manipulation et le transport de celui-ci sont rendus beaucoup plus faciles.
Large size rotor for high speed electronic machines rotating <B> at </B>. The constant increase in the power of the turbo-alternators leads # to design rotor shafts of very great length and considerable diameter, rotating very rapidly, the manufacture of which involves difficulties from a metallurgical point of view.
Such rotors are subjected, due to the high peripheral speed, <B> to </B> considerable forces due <B> to </B> the action of the centri fuge force and must necessarily be manufactured with special steels requiring a quenching operation which gives them their particular mechanical properties. <B> A </B> this effect, an axial hole is provided in the rotor shaft, in order to increase the intended surface <B> to come into contact with the quench fluid.
The production of trees of this kind is difficult, if not impossible, beyond certain dimensions, which has led <B> to </B> to consider the division of Farbre into three elements, that is to say into a central piece and two side rockets.
<B> It </B> has <B> already </B> been constructed for rotors of the type <B> with </B> parallel grooves, comprising a central part forming the rotor proper, assembled with the two side rockets, as shown, for example, in FIGS. <B> 1 </B> and 2 of the attached drawing, these two <B> figures </B> showing a construction of this kind, respectively part in side elevation, part in cross section, and part in <B> Longitudinal elevation, part in longitudinal section. ai, a2 denote parallel grooves made in the central part <B> b; </B> <B> ci, </B> c2 denote the two rockets fixed <B> to </B> the central part.
<B> It </B> has also been produced rotor shafts in which the side rockets are embedded in an axial hole made in the rotor itself. A construction of this kind is shown schematically <B> to </B> in FIG. <B> 3 </B> of the drawing, the central part of the shaft or rotor proper being designated by bi and the rockets embedded in it by <B> this, </B> C2.
The present invention relates to a large-sized rotor for electric machines rotating <B> at </B> high speed <B> and </B> comprising three distinct elements, <B> namely </B> namely a body median in one piece carrying the winding, and two side rockets attached to said media7n body. This rotor is characterized in that the middle body has, at each end at least one circular groove intended <B> to </B> receive the winding heads, a collar being provided respectively <B> to </B> each end of the middle body outside the winding heads.
Fig. 4 of the appended drawing represents, <B> by </B> by way of example, in partial longitudinal section, an embodiment of a rotor produced in accordance with <B> to </B> the invention.
In this figure, <B> 1 </B> designates the middle rotor body and 2 one of the side rockets. The median body <B> 1 </B> is established in the form of a cylinder in which an axial hole <B> 3, </B> is provided, the diameter of which is as large as possible, so as <B> to </ B> improve the conditions of the heat treatment of the rotor as will be explained below.
<B> A </B> each end of the median body <B> 1 </B> is provided with a circular groove of sufficient dimensions to be able <B> y </B> to house the winding heads <B > 5, </B> this groove being delimited, in the longitudinal direction outwards, by a collar <B> 6 to </B> which is fixed, in any suitable way, for example by means of screws as it is indicated <B> to </B> in fig. 4, <B> 19, </B> ledge part <B> 7 </B> of the corresponding rocket 2.
In each rocket 2, an axial hole <B> 8 </B> is made, the diameter of which is relatively small over most of its length, while at its extreme portion located near the median body <B> 1, </B> it is widened so as <B> to </B> to correspond to the diameter of the hole <B> 3 </B> provided in the latter.
Finally, the rotor comprises retaining rings <B> 9 </B> which prevent the displacement of the winding heads <B> 5, </B> under the action of centrifugal force. These rings <B> 9, </B> which can also be established in several pieces, are fixed by nuts <B> 10 </B> screwed on a threaded port-ion of the flanges <B> 6. </ B>
In order to increase the section of the ventilation air inlet necessary for cooling the winding heads and the rotor mass, radial channels 12 and <B> 13 </B> communicating respectively with the axial holes of the stub axles 2 and of the median body <B> 1. </B> One or more of these radial channels will advantageously be placed below the winding heads.
The cooling air can then circulate as indicated by the arrows in phantom, that is to say it can penetrate radially through the channels 12, circulate longitudinally in the axial hole <B> 3 < / B> and exit through the radial channels <B> 1,3. </B>
In addition, the middle body has ventilation channels <B> 11 </B> extending laterally outwards, through the glues <B> 6, </B> these channels <B> 11 </B> communicating with <B> 11 '</B> channels made in the rim portion <B> 7 </B> of the rockets 2.
It will be understood that the described rotor is very advantageous from the point of view of cooling. In addition, </B> its manufacture is much simpli fied, the rotor being made up of distinct elements which can be established and treated separately. In particular, as regards the quenching of the median body, the fact that the axial hole <B> 3 </B> of the latter can be given a large diameter, ensures a very large contact surface with the quenching fluid, which gives <B> to </B> the hardened part the maximum of its mechanical qualities.
Despite the large dimensions of the diameter of the axial hole <B> 3 </B> provided in the median body <B> 1, </B> this part fulfills the necessary magnetic conditions, because it is always possible <B > y </B> very easily introduce, before assembling the rotor, a cylindrical metal core with a diameter corresponding <B> to </B> that of the axial hole <B> -3, </B> this core being intended <B> to, </B> establish a section sufficient for the passage of the flux in the rotor.
In addition to the advantages mentioned above, it should be pointed out that, as a result of the division of the rotor into three parts, the handling and transport of the latter is made much easier.