FR3070098A1 - Dispositif de support de noyau de stator et machine electrique rotative - Google Patents
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Abstract
Un dispositif de support de noyau de stator selon un mode de réalisation comprend plusieurs types d'éléments de support qui supportent un noyau de stator sur un bâti de stator disposé radialement à l'extérieur. Ces éléments de support sont combinés afin de former une partie de circuit fermé. Ensuite, on prévoit une partie isolante pour isoler électriquement une partie de la partie de circuit fermé.
Description
DISPOSmF DE SUPPORT DE NOYAU DE STATOR ET MACHINE ELECTRIQUE ROTATIVE
Référence croisée aux demandes connexes
La présente demande est basée sur et revendique le bénéfice des priorités de la demande antérieure de brevet japonais 2017-153352, déposée le 8 août 2017 et de la demande antérieure de brevet japonais 2018-98069 déposée le 22 mai 2018, dont tous les contenus sont incorporés ici pour référence.
Domaine [0001]
Les modes de réalisation décrits ici concernent un dispositif de support de noyau de stator et une machine électrique rotative.
Contexte [0002]
Les machines électriques rotatives telles qu'un générateur et un moteur électrique comprennent un rotor ayant un arbre rotatif et un stator. Les machines électriques rotatives sont approximativement classées par type à rotor interne et par type à rotor externe. Parmi elles, dans une machine électrique rotative de type à rotor interne, certains stators comprennent un noyau de stator cylindrique formé afin d'entourer un rotor et un bâti de stator qui recouvre le noyau de stator radialement depuis l'extérieur et est supporté par la fondation. Dans une telle machine électrique rotative, la vibration peut être générée dans le stator par la force d'attraction magnétique générée par la rotation du rotor. Il n'est pas souhaitable que cette vibration se propage de la machine électrique rotative à la fondation. Pour cette raison, dans un tel stator d'une machine électrique rotative, un dispositif de support de noyau de stator comprenant un corps élastique, telle qu'une plaque élastique ou une tige élastique, peut être disposé entre le noyau de stator et le bâti de stator, et le noyau de stator peut être supporté par le bâti de stator via le dispositif de support. Ceci permet de supprimer la propagation de la vibration à l'extérieur du stator.
[0003]
La figure 8 est une vue en coupe schématique représentant un exemple d'une machine électrique rotative comprenant un dispositif de support de noyau de stator général pour supporter, élastiquement un noyau de stator à l'endroit où la machine électrique rotative est coupée le long de la direction axiale. La direction axiale signifie une direction le long de l'axe central de rotation du rotor. Dans l'exemple de la figure 8, un bâti de stator 11 d'un stator 10 a une plaque circonférentielle externe cylindrique 12 et un noyau de stator 20 est supporté sur le bâti de stator 11, en particulier sa plaque circonférentielle externe 12 via un dispositif de support de noyau de stator (ci-après désigné en abrégé par dispositif de support) 300. Le noyau de stator 20 est formé selon une forme cylindrique en stratifiant une pluralité de noyaux en fer stratifiés annulaires 21. Un rotor 40 indiqué par une ligne à doubles pointillés pour la commodité de l'illustration, est disposé en rotation, radialement à l'intérieur du noyau de stator 20. Une rainure en forme de queue d'aronde est formée sur la partie circonférentielle externe de chaque noyau en fer stratifié 21, et une pluralité de ces rainures sont formées à intervalles dans la direction circonférentielle.
[0004]
Un dispositif de support 300 est un dispositif de support appelé « type à tige élastique ». Le dispositif de support 300 comprend une pluralité de nervures axiales 31 qui maintient une pluralité de noyaux en fer stratifiés 21 en montant des rainures en forme de queue d'aronde des noyaux en fer stratifiés 21, une paire de plaques de pression de noyau en fer 32 (bride d'extrémité de noyau) pour serrer la pluralité de noyaux en fer stratifiés cylindriques 21 maintenus par les nervures 31 des deux côtés axiaux, une pluralité de bagues de pression de noyau en fer annulaire 33 qui entoure et maintient les nervures 31 radialement depuis l'extérieur, une pluralité de plaques de support de noyau en fer annulaires 34 qui entoure et maintient les nervures 31 radialement à l'extérieur et qui fait saillie radialement vers l'extérieur à partir d'une bague de pression de noyau en fer 33, une pluralité de plaques de séparation annulaires 35 fixées sur la surface circonférentielle interne de la plaque circonférentielle externe 12 afin d'être positionnées de manière coaxiale avec la plaque circonférentielle externe 12 du bâti de stator 11 et positionnées radialement à l'extérieur du noyau de stator 20 et une pluralité de tiges élastiques 36 s'étendant dans la direction axiale pour raccorder une plaque de support de noyau en fer 34 et la plaque de séparation 35. Dans une grande machine électrique rotative, étant donné que la forme du noyau de stator est importante, il est difficile de former un noyau en fer stratifié annulaire avec une pièce, et le noyau en fer stratifié peut être divisé dans la direction circonférentielle dans certains cas. Dans l'exemple représenté sur la figure 8, le noyau en fer stratifié 21 est divisé dans la direction circonférentielle, et est composé d'une pluralité de corps divisés en forme de secteur. Les corps divisés qui sont adjacents à la direction axiale sont empilés dans un état dans lequel les corps en forme de secteur sont décalés les uns par rapport aux autres selon la moitié de l'angle intérieur de chaque corps en forme de secteur.
[0005]
Dans un tel dispositif de support 300, dans un état dans lequel le noyau de stator 20 est disposé de sorte que l'axe central du noyau de stator 20 coïncide avec l'axe central du bâti de stator 11, une pluralité de tiges élastiques 36 disposées dans la direction circonférentielle raccorde la plaque de support de noyau en fer 34 à la plaque de séparation 35 fixée sur la plaque circonférentielle externe 12 du bâti de stator 11. A ce moment-là, une tige élastique 36 s'étend au-delà des deux côtés axiaux du noyau de stator 20 et la plaque de séparation 35 et la plaque de support de noyau en fer 34 sont disposées de manière alternée dans la direction axiale. Par conséquent, la tige élastique 36 est maintenue par les plaques de séparation 35 adjacentes dans un état de support aux deux extrémités (deux pointes) et est raccordée à la plaque de support de noyau en fer 34 entre les plaques de séparation 35. Pour cette raison, la tige élastique 36 se plie contre le déplacement radial de la plaque de support de noyau en fer 34 et le noyau de stator 20 peut être supporté élastiquement.
[0006]
De plus, la figure 9 est une vue en coupe schématique représentant une machine électrique rotative comprenant un dispositif de support de noyau de stator différent de celui de la figure 8, où la machine électrique rotative est prise en coupe dans la direction axiale. Les composants similaires à ceux du dispositif de support 300 représenté sur la figure 8, sont désignés par les mêmes numéros de référence. Un dispositif de support 300' représenté sur la figure 9 est un dispositif de support appelé « type à plaque élastique ». Le dispositif de support 300' comprend une pluralité de nervures axiales 31 qui maintient une pluralité de noyaux en fer stratifiés 21 en montant des rainures en forme de queue d'aronde des noyaux en fer stratifiés 21, une paire de plaques de pression de noyau en fer 32 pour serrer la pluralité de noyaux en fer stratifiés cylindriques 21 maintenus par les nervures 31 depuis les deux côtés axiaux, une pluralité de bagues de pression de noyau en fer annulaires 33 qui entoure et supporte les nervures 31 radialement à l'extérieur, une pluralité de plaques de séparation 35 fixées sur la surface circonférentielle interne de la plaque circonférentielle externe 12 du bâti de stator 11 par soudage ou similaire et positionnées radialement à l'extérieur du noyau de stator 20 et une pluralité de plaques élastiques 38 disposées pour s'étendre dans la direction axiale pour raccorder une nervure 31 et la plaque de séparation 35. La configuration de la plaque de séparation 35 est partiellement différente de celle représentée sur la figure 8. La plaque de séparation 35 dans le dispositif de support 300' comprend une partie de base annulaire 35A fixée sur la surface circonférentielle interne de la plaque circonférentielle externe 12 afin d'être positionnée de manière coaxiale avec la plaque circonférentielle externe 12 et une partie de raccordement cylindrique 35B prévue au niveau de l'extrémité circonférentielle interne de la partie de base 35A et la partie de raccordement 35B est utilisée pour le raccordement avec une plaque élastique 38.
[0007]
La figure 10 est une vue en perspective du noyau de stator 20 et du dispositif de support 300', en particulier la nervure 31 et la plaque élastique 38 du dispositif de support 300' sur une vue de dessus. En référence aux figures 9 et 10, dans le dispositif de support 300', dans un état dans lequel le noyau de stator 20 est disposé de sorte que l'axe central du noyau de stator 20 coïncide avec l'axe central du bâti de stator 11, une pluralité de plaques élastiques 38 disposées dans la direction circonférentielle raccorde les nervures 31 à la plaque de séparation 35 fixée sur la plaque circonférentielle externe 12 du bâti de stator 11. De manière spécifique, une pluralité de plaques de séparation 35 est prévue à intervalles dans la direction axiale, et les deux extrémités de la plaque élastique 38 sont raccordées aux parties de raccordement 35B respectives des plaques de séparation 35 qui sont adjacentes dans la direction axiale. D'autre part, une partie de la plaque élastique 38 entre les plaques de séparation 35 adjacentes est raccordée à la nervure 31. La partie de plaque élastique 38 entre les plaques de séparation 35 adjacentes et la nervure 31 sont raccordées par boulon. Pour cette raison, la plaque élastique 38 se plie contre le déplacement radial du noyau de stator 20 et le noyau de stator 20 peut être élastiquement supporté.
[0008]
La figure 11 est une vue en perspective du noyau de stator 20 et du dispositif de support 300 sur une vue de dessus. Dans la machine électrique rotative comprenant le dispositif de support 300 décrit ci-dessus, le flux magnétique principal généré à partir de l'aimant de champ (système de champ) du rotor 40 passe par l'intérieur du noyau de stator 20, comme représenté par la direction de la flèche (creuse) sur la figure 11. A ce moment-là, la partie du flux magnétique principal fuit vers la surface arrière (surface circonférentielle externe) du noyau de stator 20 en tant que flux magnétique de fuite φ, et peut être interconnectée avec une partie de circuit fermé formée par des éléments constituant le dispositif de support 300 du noyau de stator 20. De manière spécifique, comme représenté sur la figure 11, le dispositif de support 300 combine des éléments tels que les nervures 31 s'étendant dans la direction axiale et des éléments tels que les bagues de pression de noyau en fer 33 et les plaques de pression de noyau en fer 32 s'étendant dans la direction circonférentielle dans une forme de treillis, et supporte le noyau de stator 20 sur le bâti de stator 11. En combinant chaque élément selon une forme de treillis, par exemple la partie de circuit fermé (la partie entourée par la zone indiquée par la ligne à doubles pointillés par des numéros de référence CCI sur la figure 11) est formée par les deux nervures 31 et les deux bagues de pression de noyau en fer 33 et le flux magnétique de fuite φ peut être interconnecté avec cela. En outre, une partie de circuit fermé (une partie entourée par la zone indiquée par la ligne à doubles pointillés indiquée par le numéro de référence CC2 sur la figure 11) est formée par les deux nervures 31, une plaque de pression de noyau en fer 32 et la bague de pression de noyau en fer 33, et le flux magnétique de fuite φ peut être interconnecté avec cela. Également, dans le dispositif de support 300', une partie de circuit fermé est formée par deux nervures 31 et deux bagues de pression de noyau en fer 33, et une partie de circuit fermé est formée par les deux nervures 31, la plaque de pression de noyau en fer 32 et la bague de pression de noyau en fer 33 et le flux magnétique de fuite φ peut être interconnecté avec ces parties de circuit fermé.
[0009]
La figure 12 est une vue schématique de la nervure 31, de la plaque élastique 38 et de la partie de raccordement 35B de la plaque de séparation 35 du dispositif de support de « type à plaque élastique » 300' lorsque l'on observe la machine électrique rotative radialement depuis l'extérieur. Comme représenté sur les figures et 12, dans le dispositif de support 300', différentes plaques élastiques 38 sont raccordées à chaque nervure 31 d'un côté et de l'autre dans la direction circonférentielle. Dans ce cas, comme représenté par la flèche sur la figure 12, les nervures 31 adjacentes dans la direction circonférentielle, les plaques élastiques 38 adjacentes dans la direction circonférentielle entre les nervures 31, une partie de raccordement 35B de la plaque de séparation 35 raccordée à chacune des plaques élastiques 38 adjacentes dans la direction circonférentielle, et la plaque de pression de noyau en fer 32 peut former une partie de circuit fermé (une partie entourée par la zone indiquée par la ligne à doubles pointillés indiquée par le numéro de référence CC3 sur la figure 12). Dans le dispositif de support de type à plaque élastique 300', par exemple, le flux magnétique de fuite φ peut également être interconnecté avec la partie de circuit fermé CC3.
[0010]
Ici, étant donné qu'il faut que les dispositifs de support 300 et 300' aient la même résistance mécanique, en général leurs éléments constitutifs sont réalisés à partir de métal, en particulier du fer, de sorte que, comme indiqué par la flèche sur la figure (noir plein) et la flèche sur la figure 12, le flux magnétique, dans une direction annulant le flux magnétique de fuite φ, agit dans la partie de circuit fermé, se traduisant par des écoulements de courant de Foucault dans la direction de la flèche et la perte de courant de Foucault peut être générée. Une telle perte de courant de Foucault réduit l'efficacité de la machine électrique rotative. Lorsqu'un tel courant de Foucault est généré, la température des dispositifs de support 300 et 300' augmente, la force de fixation de la partie de fixation diminue en raison de la dilatation thermique des éléments constituant les dispositifs de support 300 et 300', et il peut y avoir un problème en ce que la vibration du noyau de stator 20 augmente.
[0011]
Ces dernières années, on a souhaité qu'un générateur atteigne à la fois une augmentation de flux magnétique pour augmenter la sortie de génération de puissance et sa compacité. Cependant, si la taille de la machine électrique rotative est réduite tout en augmentant le flux magnétique, la fuite de flux magnétique est susceptible d'augmenter. Dans ce cas, si l'épaisseur du noyau de stator est réduite, la fuite du flux magnétique peut être considérablement importante dans certains cas. Par conséquent, afin d'obtenir à la fois une augmentation de flux magnétique du rotor et sa compacité, il faut prendre des mesures pour supprimer suffisamment de fuite du flux magnétique.
Brève description des dessins [0012]
La figure 1 est une vue en coupe schématique d'une machine électrique rotative selon un premier mode de réalisation ;
la figure 2A est une vue en coupe détaillée d'une partie principale d'un dispositif de support de noyau de stator dans la machine électrique rotative représentée sur la figure 1 ;
la figure 2B est une vue en coupe détaillée de la partie principale du dispositif de support de noyau de stator dans la machine électrique rotative représentée sur la figure 1 ;
la figure 3 est un schéma représentant un exemple d'une répartition de la densité de flux magnétique radialement à l'extérieur du noyau de stator dans la machine électrique rotative représentée sur la figure 1 ;
la figure 4 est une vue en coupe schématique d'une machine électrique rotative selon un second mode de réalisation ;
la figure 5 est une vue du noyau de stator et du dispositif de support de noyau de stator de la machine électrique rotative représentée sur la figure 4, comme observé radialement depuis l'extérieur ;
la figure 6 est une vue en perspective d'une partie principale du dispositif de support de noyau de stator dans la machine électrique rotative représentée sur la figure 4 ;
la figure 7 est une vue en coupe prise sur la ligne VII-VII de la figure 4 ;
la figure 8 est une vue en coupe schématique d'une machine électrique rotative comprenant un dispositif de support de noyau de stator pour supporter élastiquement un noyau de stator ;
la figure 9 est une vue en coupe schématique d'une machine électrique rotative comprenant un dispositif de support de noyau de stator général d'un type différent de celui du dispositif de support de noyau de stator représenté sur la figure 8 ;
la figure 10 est une vue en perspective du noyau de stator et du dispositif de support de noyau de stator de la machine électrique rotative de la figure 9 sur une vue de dessus ;
la figure 11 est une vue en perspective du noyau de stator et du dispositif de support de noyau de stator de la machine électrique rotative représentée sur la figure 8 sur une vue de dessus ; et la figure 12 est une vue schématique d'une nervure, d'une plaque élastique et d'une plaque de séparation du dispositif de support de noyau de stator représenté sur la figure 9, lorsque l'on observe la machine électrique rotative radialement depuis l'extérieur.
Description détaillée [0013]
Le dispositif de support de noyau de stator selon le mode de réalisation comprend plusieurs types d'éléments de support qui supportent un noyau de stator sur un bâti de stator disposé radialement à l'extérieur du noyau de stator, dans lequel la pluralité de types d'éléments de support sont combinés afin de former une partie de circuit fermé, et dans lequel une partie isolante (élément isolant, matériau isolant) qui isole électriquement une pièce de la partie de circuit fermé, est prévue.
[0014]
De plus, la machine électrique rotative selon le mode de réalisation comprend un stator configuré pour supporter un noyau de stator sur un bâti de stator qui est radialement à l'extérieur du noyau de stator, par le dispositif de support de noyau de stator ci-dessus, et un rotor.
[0015]
On explique maintenant les modes de réalisation en référence aux dessins joints. Les mêmes numéros de référence sont donnés aux mêmes composants que ceux de la machine électrique rotative représentée sur les figures 8 à 12, parmi les composants dans chaque mode de réalisation décrit ci-dessus, et la description des composants communs peut être omise.
[0016] (Premier mode de réalisation)
La figure 1 est une vue en coupe schématique d'une machine électrique rotative 1 selon le premier mode de réalisation qui est coupée le long de la direction axiale. La machine électrique rotative 1 représentée sur la figure 1 est une machine électrique rotative de type à champ rotatif et comprend un stator 10 et un rotor 40 qui tourne autour d'un axe central de rotation Cl radialement à l'intérieur du stator 10. Une bobine de champ (non représentée) est prévue dans le rotor 40. Dans le présent mode de réalisation, lorsque l'on fait référence à la direction axiale, la direction signifie une direction le long de l'axe central de rotation Cl, et lorsque l'on fait référence à la direction radiale, la direction signifie une direction orthogonale à l'axe central de rotation Cl. En outre, une direction tournant autour de l'axe central de rotation Cl est désignée comme étant une direction circonférentielle. Sur la figure 1, le hachurage de chaque élément constitutif de la machine électrique rotative 1 est omis par commodité d'explication et le rotor 40 est indiqué par une ligne à doubles pointillés.
[0017]
Le stator 10 comprend un noyau de stator cylindrique 20 formé afin d'entourer le rotor 40, un bâti de stator 11 comprenant une plaque circonférentielle externe cylindrique 12 recouvrant le noyau de stator 20 radialement depuis l'extérieur et étant supportée par la fondation, et un dispositif de support de noyau de stator (ciaprès désigné en abrégé par dispositif de support) 30 pour supporter le noyau de stator 20 sur le bâti de stator 11.
[0018]
Le noyau de stator 20 est formé en stratifiant une pluralité de noyaux en fer stratifiés annulaires 21 en une forme cylindrique, et une rainure en forme de queue d'aronde est formée sur la partie circonférentielle externe de chaque noyau en fer stratifié 21, et ces rainures sont formées à intervalles dans la direction circonférentielle. Le noyau en fer stratifié 21 est formé par poinçonnage, et la surface est isolée après formation. Par conséquent, l'isolation est fixée entre les noyaux en fer stratifiés 21 adjacents après stratification.
[0019]
Un dispositif de support 30 est un dispositif de support appelé « type à tige élastique ». Le dispositif de support 30 comprend, en tant qu'élément de support combiné afin de former une partie de circuit fermé qui sera décrite ultérieurement, une pluralité de nervures axiales 31 qui maintient le noyau de stator 20 comprenant une pluralité de noyaux en fer stratifiés 21 en montant des rainures en forme de queue d'aronde des noyaux en fer stratifiés 21 respectifs, une paire de plaques de pression de noyau en fer (brides d'extrémité de noyau) 32 pour serrer une pluralité de noyaux en fer stratifiés cylindriques 21 maintenus par les nervures 31 à partir des deux côtés axiaux, en d'autres termes, à partir des deux côtés d'extrémité des nervures 31 dans la direction axiale, une pluralité de bagues de pression de noyau en fer annulaires 33 qui entoure et maintient les nervures 31 radialement depuis l'extérieur, une pluralité de plaques de support de noyau en fer annulaires 34 qui entoure et maintient les nervures 31 radialement depuis l'extérieur et qui fait saillie radialement vers l'extérieur à partir des bagues de pression de noyau en fer 33, une pluralité de plaques de séparation annulaires 35 fixées sur la surface circonférentielle interne de la plaque circonférentielle externe 12 par soudage ou similaire afin d'être positionnées de manière coaxiale par rapport à la plaque circonférentielle externe 12 du bâti de stator 11 et positionnées radialement vers ('extérieur du noyau de stator 20 et une (des) tige(s) élastique(s) 36 s'étendant dans la direction axiale pour raccorder la plaque de support de noyau en fer 34 et la plaque de séparation 35.
[0020]
Dans le présent mode de réalisation, une pluralité de nervures 31 est disposée sur la surface circonférentielle interne de la plaque de support de noyau en fer 34 à intervalles dans la direction circonférentielle et fixée par boulon ou similaire. La nervure 31 est comprimée par la bague de pression de noyau en fer 33. La bague de pression de noyau en fer 33 est fixée dans la direction circonférentielle par un mécanisme (non représenté) et pour cette raison elle comprime la nervure 31. Une pluralité de tiges élastiques 36 est disposée dans la direction circonférentielle, et raccorde les plaques de support de noyau en fer 34 aux plaques de séparation 35. A ce moment-là, une tige élastique 36 s'étend au-delà des deux côtés axiaux du noyau de stator 20 et la plaque de séparation 35 et la plaque de support de noyau en fer 34 sont disposées de manière alternée dans la direction axiale. Par conséquent, la tige élastique 36 est maintenue par les plaques de séparation 35 adjacentes dans un état dans lequel elle est maintenue aux deux extrémités (deux pointes) et est raccordée à la plaque de support de noyau en fer 34 entre les plaques de séparation 35 adjacentes. Pour cette raison, la tige élastique 36 se plie contre le déplacement radial de la plaque de support de noyau en fer 34 et le noyau de stator 20 est élastiquement supporté par rapport au bâti de stator 11.
[0021]
Le dispositif de support 30 selon le présent mode de réalisation, comme dans le dispositif de support 300 représenté sur la figure 8, combine, selon une forme de treillis, des éléments (éléments axiaux) tels que des nervures 31 et des tiges élastiques 36 s'étendant dans la direction axiale avec des éléments (éléments circonférentiels) tels que la plaque de pression de noyau en fer 32, la bague de pression de noyau en fer 33, la plaque de support de noyau en fer 34 et la plaque de séparation 35 qui s'étendent dans la direction circonférentielle et supporte le noyau de stator 20 sur le bâti de stator 11. Par conséquent, une partie de circuit fermé à travers laquelle le courant de Foucault dû à un flux magnétique généré à partir du rotor 40 peut s'écouler, est formée. De manière spécifique, dans le dispositif de support 30, bien que non représenté, comme dans l'exemple représenté sur la figure 11, une partie de circuit fermée CCI formée par les deux nervures 31 et les deux bagues de pression de noyau en fer 33 et une partie de circuit fermé CC2 formée par les deux nervures 31, la plaque de pression de noyau en fer 32 et la bague de pression de noyau en fer 33 sont formées. D'autre part, dans le présent mode de réalisation, la nervure 31 et la plaque de pression de noyau en fer 32 sont électriquement isolées l'une de l'autre, et la nervure 31 et la bague de pression de noyau en fer 33 sont électriquement isolées l'une de l'autre.
La figure 2A est une vue détaillée en coupe d'une partie de raccordement entre la nervure 31 et la plaque de pression de noyau en fer 32 et la figure 2B est une vue en coupe détaillée d'une partie de raccordement entre la nervure 31 et la bague de pression de noyau en fer 33.
[0022]
La nervure 31 s'étend au-delà des deux côtés axiaux du noyau de stator 20 et la nervure 31 pénètre dans la plaque de pression de noyau en fer 32 dans la direction axiale. Dans l'exemple représenté sur la figure 2A, un manchon isolant cylindrique 32B est prévu dans un trou d'insertion 32A qui pénètre dans la plaque de pression de noyau en fer 32 dans la direction axiale afin de faire passer la partie d'extrémité de la nervure 31. La partie d'extrémité de ia nervure 31 passe par le manchon isolant 32B et fait saillie du manchon isolant 32B, et un écrou isolant 32C est fixé, par filetage, sur la partie de saillie. L'écrou isolant 32C est prévu pour serrer le noyau de stator 20 via la plaque de pression de noyau en fer 32 en étant serré vers le côté axialement central de la nervure 31. Une partie de bride 32B1 est formée au niveau de l'extrémité du manchon isolant 32B du côté de l'écrou isolant 32C et la partie de bride 32B1 est positionnée entre l'écrou isolant 32C et la plaque de pression de noyau en fer 32. Pour cette raison, la nervure 31 et la plaque de pression de noyau en fer 32 sont électriquement isolées. C'est-à-dire que la nervure 31 et la plaque de pression de noyau en fer 32 sont électriquement isolées parce qu'elles sont en contact entre elles par le biais du manchon isolant 32B et de l'écrou isolant 32C en tant que pièces isolantes. Le matériau du manchon isolant 32B et de l'écrou isolant 32C n'est pas particulièrement limité tant que l'isolation peut être garantie. Par exemple, ie manchon isolant 32B peut être réalisé avec un matériau en résine isolante garantissant la résistance à la chaleur, l'écrou isolant 32C est réalisé avec un matériau métallique non magnétique, et l'isolation peut être fixée en vernissant la surface.
[0023]
D'autre part, dans l'exemple représenté sur la figure 2B, un élément isolant 31A est disposé entre la nervure 31 et la bague de pression de noyau en fer 33. La bague de pression de noyau en fer 33 comprime la nervure 31 via l'élément isolant 31 A, moyennant quoi la nervure 31 et la bague de pression de noyau en fer 33 sont électriquement isolées l'une de l'autre. C'est-à-dire que la nervure 31 et la bague de pression de noyau en fer 33 sont électriquement isolées parce qu'elles sont en contact entre elles via l'élément isolant 31A en tant que pièce isolante. Le matériau de l'élément isolant 31A n'est pas particulièrement limité tant que l'isolation peut être garantie. Au lieu de l'élément isolant 31A, un film isolant peut être formé sur la nervure 31 par un traitement de vernis.
[0024]
Ensuite, on décrit le fonctionnement selon le présent mode de réalisation en prenant à titre d'exemple un carter dans lequel la machine électrique rotative 1 fonctionne comme un générateur. Dans ce cas, tout d'abord, le courant est fourni à la bobine de champ du rotor 40, et la bobine de champ du rotor 40 fonctionne comme un électroaimant. Dans cet état, le rotor 40 est entraîné en rotation de sorte que le flux magnétique provenant de la bobine de champ passe par la bobine de stator sur la surface circonférentielle interne du noyau de stator 20, moyennant quoi la génération de puissance est réalisée. A ce moment-là, lorsque le flux magnétique généré par la bobine de champ atteint la surface arrière du noyau de stator 20, c'est-à-dire qu'il fuit radialement vers l'extérieur, le flux magnétique peut passer à travers une partie de circuit fermé, formée par des éléments constituant le dispositif de support 30 et à ce moment-là, le courant de Foucault s'écoule à travers la partie de circuit fermé.
[0025]
Ici, dans le présent mode de réalisation, comme décrit ci-dessus, la nervure 31 et la plaque de pression de noyau en fer 32 qui sont capables de former la partie de circuit fermé, sont électriquement isolées, et la nervure 31 et la bague de pression de noyau en fer 33 sont électriquement isolées l'une de l'autre. Pour cette raison, le courant de Foucault provoqué par le flux magnétique de fuite ne peut pas s'écouler dans la partie de circuit fermé formée par ces éléments. C'est-à-dire que malgré le fait que la nervure 31 et la plaque de pression de noyau en fer 32 puissent former la partie de circuit fermé CC2 (voir la figure 11) conjointement avec une autre nervure 31 adjacente et une autre bague de pression de noyau en fer 33 adjacente, dans la partie de circuit fermé CC2, étant donné que la nervure 31 et la plaque de pression de noyau en fer 32 sont électriquement isolées, le courant de Foucault ne peut pas s'écouler. En outre, bien que la nervure 31 et la bague de pression de noyau en fer 33 puissent former la partie de circuit fermé CCI (voir la figure 11) conjointement avec une autre nervure 31 adjacente et une autre bague de pression de noyau en fer 33 adjacente, dans cette partie de circuit fermé CCI, étant donné que la nervure 31 et la bague de pression de noyau en fer 33 sont électriquement isolées, le courant de Foucault ne peut pas s'écouler. Ainsi, la perte de courant de Foucault peut être supprimée, et l'allongement thermique des éléments constitutifs du dispositif de support 30 dû à la montée en température du dispositif de support 30 peut être supprimé.
[0026]
Comme décrit ci-dessus, selon le présent mode de réalisation, la perte de courant de Foucault et la montée en température qui peuvent être provoquées par la fuite du flux magnétique du noyau de stator 20, peuvent être supprimées, et il est possible de supprimer la réduction de l'efficacité de fonctionnement de la machine électrique rotative 1 et de l'occurrence de vibration. En outre, dans le présent mode de réalisation, étant donné que la surface de chaque noyau en fer stratifié 21 est isolée, le courant de Foucault qui court-circuite chaque noyau en fer stratifié 21 ne se produit pas. En outre, bien que la plaque de séparation 35 du dispositif de support 30 et le bâti de stator 11 ne sont pas isolés, même si le bâti de stator 11 forme un circuit à travers lequel le courant de Foucault peut s'écouler, le circuit est grand et l'impédance est élevée, moyennant quoi le problème avec le courant de Foucauit se produit rarement.
[0027]
La figure 3 représente un exemple de la répartition de la densité de flux magnétique radialement à l'extérieur du noyau de stator 20 dans la machine électrique rotative
1. Comme représenté sur la figure, le flux magnétique qui fuit radialement à l'extérieur du noyau de stator 20 augmente à l'extrémité du noyau de stator 20 dans la direction axiale, et la densité de flux magnétique augmente. D'autre part, au niveau de la partie centrale du noyau de stator 20 dans la direction axiale, le flux magnétique qui fuit radialement vers l'extérieur du noyau de stator 20 est petit et la densité de flux magnétique est faible. En prenant en considération de telles caractéristiques, probablement que les éléments constituant le dispositif de support 30 peuvent supprimer l'effet indésirable dû au flux magnétique uniquement en étant partiellement isolés uniquement dans une région du noyau de stator 20 du côté de l'extrémité axiale. Par conséquent, par exemple l'isolation peut être garantie uniquement entre la nervure 31 du noyau de stator 20 du côté de l'extrémité axiale et la bague de pression de noyau en fer 33. L'isolation peut être garantie uniquement entre la nervure 31 et la plaque de pression de noyau en fer 32. Dans un tel cas, il est possible de supprimer économiquement la perte de courant de Foucault et la montée en température qui peut être provoquée par le flux magnétique qui fuit du noyau de stator 20.
[0028]
Dans ce mode de réalisation, les nervures 31 et la plaque de pression de noyau en fer 32 sont électriquement isolées, et la nervure 31 et la bague de pression de noyau en fer 33 sont électriquement isolées. D'autres éléments peuvent être isolés. Par exemple, la tige élastique 36 et la plaque de séparation 35 peuvent être électriquement isolées, ou la tige élastique 36 et la plaque de support de noyau en fer 34 peuvent être électriquement isolées.
[0029] (Second mode de réalisation)
En décrit ensuite un second mode de réalisation. Les mêmes numéros de référence sont attribués aux mêmes composants que ceux de la machine électrique rotative représentée sur les figures 8 à 12 et ceux du premier mode de réalisation parmi les composants de chaque mode de réalisation décrit ci-dessous, et la description des composants communs peut être omise.
[0030]
La figure 4 est une vue en coupe schématique représentant une machine électrique rotative l'selon le second mode de réalisation qui est coupée le long de la direction axiale, et la figure 5 est une vue du noyau de stator 20 et d'un dispositif de support de noyau de stator 30' (ci-après désigné en abrégé par dispositif de support 30') de la machine électrique rotative 1', comme observé radialement depuis l'extérieur. Dans le présent mode de réalisation, la configuration du dispositif de support de noyau de stator 30' est différente de celle du premier mode de réalisation. Sur la figure 4, le hachurage de chaque élément constitutif de la machine électrique rotative l'est omis par commodité d'explication, comme sur la figure 1.
[0031]
Comme représenté sur les figures 4 et 5, le dispositif de support 30' est un dispositif de support appelé « type à plaque élastique ». Le dispositif de support 30' comprend, en tant qu'élément de support combiné afin de former une partie de circuit fermé qui sera décrite de manière détaillée ultérieurement, une pluralité de nervures axiales 31 qui maintient le noyau de stator 20 comprenant une pluralité de noyaux en fer stratifiés 21 en montant des rainures en forme de queue d'aronde des noyaux en fer stratifiés 21 respectifs, une paire de plaques de pression de noyau en fer 32 pour serrer une pluralité de noyaux en fer stratifiés cylindriques 21 maintenue par les nervures 31 depuis des deux côtés axiaux, en d'autres termes, depuis les deux côtés d'extrémité des nervures 31 dans la direction axiale, une pluralité de bagues de pression de noyau en fer annulaires 33 qui entoure et maintient les nervures 31 radialement depuis l'extérieur, une pluralité de plaques de séparation 35 fixées sur la surface circonférentielle interne de la plaque circonférentielle externe 12 du bâti de stator 11 par soudage ou similaire et positionnées radialement vers l'extérieur du noyau de stator 20 et une pluralité de plaques élastiques 38 disposées pour s'étendre dans la direction axiale afin de raccorder la nervure 31 et la plaque de séparation 35.
[0032]
Comme représenté sur la figure 5, une pluralité de nervures 31 est disposée à intervalles dans la direction circonférentielle. La plaque élastique 38 est raccordée à la nervure 31 dans la direction circonférentielle et est intercalée entre la nervure 31 et le bâti de stator 11 afin de supporter élastiquement le noyau de stator 20 sur le bâti de stator 11. Les deux plaques élastiques 38 sont prévues sur une nervure 31 à chacune d'une pluralité de positions de fixation déterminées de manière intermittente dans la direction axiale de sorte que les deux plaques élastiques 38 maintiennent les nervures 31 depuis les deux côtés circonférentiels à chaque position de fixation et sont raccordées à la nervure 31. En d'autres termes, différentes plaques élastiques 38 différentes sont raccordées à chaque nervure 31 depuis un côté et l'autre côté dans la direction circonférentielle. En outre, la plaque élastique 38 est éloignée radialement vers l'extérieur de la surface circonférentielle du noyau de stator 20. La plaque élastique 38 est raccordée à la nervure 31 par exemple à une partie centrale, qui est une partie entre les deux extrémités axiales de la plaque élastique 38, et ses deux extrémités sont raccordées aux plaques de séparation 35 mutuellement différentes. Une pluralité de plaques de séparation 35 est disposée à intervalles dans la direction axiale. La plaque de séparation 35 a une partie de base 35A fixée sur la surface circonférentielle interne de la plaque circonférentielle externe 12 afin d'être positionnée de manière coaxiale avec la plaque circonférentielle externe 12 et une partie de raccordement 35B prévue sur l'extrémité circonférentielle interne de la partie de base 35A. Par commodité d'explication, la partie de raccordement 35B est indiquée par une ligne à doubles pointillés sur la figure 5. En référence à la figure 10, les deux extrémités de la plaque élastique 38 sont raccordées aux parties de raccordement 35B respectives des plaques de séparation 35 qui sont adjacentes dans la direction axiale. D'autre part, la partie de la plaque élastique 38 entre les plaques de séparation 35 adjacentes, par exemple la partie centrale de la plaque élastique 38, est raccordée à la nervure 31. La partie de la plaque élastique 38 entre les plaques de séparation 35 adjacentes et la nervure 31 sont raccordées par boulon. Pour cette raison, la plaque élastique 38 se plie contre le déplacement radial du noyau de stator 20 et le noyau de stator 20 peut être élastiquement supporté. Bien que la partie de raccordement 35B dans le présent mode de réalisation est cylindrique, elle peut être configurée comme une partie incurvée prévue afin d'être alignée avec la position de la plaque élastique 38.
[0033]
La figure 6 est une vue en perspective représentant une partie de raccordement entre la nervure 31 et la plaque élastique 38, et la figure 7 est une vue en coupe prise sur la ligne VII-VII sur la figure 4 d'une partie de raccordement entre la plaque de séparation 35 et la plaque élastique 38. Dans le présent mode de réalisation, les nervures 31 et la plaque élastique 38 correspondant à deux types d'éléments axiaux mutuellement différents sont électriquement isolées, et la plaque de séparation 35 correspondant à l'élément circonférentiel et la plaque élastique 38 correspondant à l'élément axial sont électriquement isolées.
[0034]
Plus spécifiquement, comme représenté sur la figure 6, la nervure 31 et la plaque élastique 38 sont disposées de sorte qu'un élément de plaque d'isolation 51 est disposé entre la nervure 31 et la plaque élastique 38 et un boulon isolant 52 s'étendant à partir de la plaque élastique 38 vers la nervure 31 via l'élément de plaque d'isolation 51, est fixé sur la nervure 31 afin d'être intégré et isolé des autres. C'est-à-dire que la nervure 31 et la plaque élastique 38 sont électriquement isolées parce qu'elles sont en contact entre elles par le biais de l'élément de plaque d'isolation 51 et le boulon isolant 52 en tant que pièces isolantes. Comme représenté sur la figure 7, un élément de plaque d'isolation 61 est disposé entre la plaque élastique 38 et la plaque de séparation 35, et un boulon isolant 62 s'étendant de la plaque élastique 38 à la plaque de séparation 35 via l'élément de plaque d'isolation 61 est fixé sur la plaque de séparation 35 pour être intégré et isolé des autres. En outre, une rondelle isolante 63 est prévue entre la plaque élastique 38 et la tête du boulon isolant 62. C'est-à-dire que la plaque élastique 38 et la plaque de séparation 35 sont électriquement isolées parce qu'elles sont en contact entre elles via l'élément de plaque d'isolation 61, le boulon isolant 62 et la rondelle isolante 63 en tant que pièce isolante.
[0035]
Le matériau des éléments de plaque d'isolation 51 et 61, les boulons isolants 52 et 62 et la rondelle isolante 63 n'est pas particulièrement limité tant que les isolations sont garanties. Par exemple, les éléments de plaque d'isolation 51 et 61 peuvent être réalisés avec un matériau en résine isolante garantissant la résistance à la chaleur. En outre, les boulons isolants 52 et 62 et la rondelle isolante 63 peuvent être réalisés à partir d'un matériau métallique non magnétique et la surface peut être soumise à un traitement de vernis pour garantir l'isolation.
[0036]
Dans le présent mode de réalisation tel que décrit ci-dessus, par exemple, la nervure 31, les deux plaques élastiques 38 et la plaque de séparation 35 peuvent former une partie de circuit fermé. Également en référence aux figures 5 et 12, les nervures 31 adjacentes dans la direction circonférentielle, les plaques élastiques 38 adjacentes dans la direction circonférentielle entre les nervures 31 adjacentes dans la direction circonférentielle, une plaque de pression de noyau en fer 32 qui est un élément circonférentiel qui est en contact avec les nervures 31 adjacentes dans la direction circonférentielle et n'est pas en contact avec les plaques élastiques 38, et la plaque de séparation 35 qui est un élément circonférentiel qui est en contact avec les plaques élastiques 38 adjacentes dans la direction circonférentielle et n'est pas en contact avec la nervure 31, peuvent former une partie de circuit fermé CC3 (voir la figure 12). Cependant, dans ces parties de circuit fermé, étant donné que la nervure 31 et la plaque élastique 38 sont électriquement isolées et que la plaque élastique 38 et la plaque de séparation 35 sont électriquement isolées, le courant de Foucault ne peut pas s'écouler en raison du flux magnétique qui fuit du noyau de stator 20. Ainsi, la perte de courant de Foucault peut être supprimée, et l'allongement thermique des éléments constitutifs du dispositif de support 30' dû à la montée en température du dispositif de support 30' peut également être supprimé. Par conséquent, également dans le présent mode de réalisation, la perte de courant de Foucault et la montée en température qui peuvent être provoquées par le flux magnétique qui fuit du noyau de stator 20 sont supprimées, et il est possible de supprimer la réduction d'efficacité de fonctionnement de la machine électrique rotative 1' et l'occurrence de vibration. Il faut noter que les éléments constitutifs du dispositif de support 30' dans le présent mode de réalisation peuvent également être partiellement isolés uniquement dans une région du noyau de stator 20 du côté de l'extrémité axiale.
[0037]
Dans ce mode de réalisation, la nervure 31 et la plaque élastique 38 sont électriquement isolées et la plaque de séparation 35 et la plaque élastique 38 sont électriquement isolées. Cependant, la nervure 31 et la bague de pression de noyau en fer 33 peuvent être isolées l'une de l'autre ou la nervure 31 et la plaque de pression de noyau en fer 32 peuvent être isolées.
[0038]
Alors que certains modes de réalisation ont été décrits, ces modes de réalisation ont été présentés à titre d'exemple uniquement, et ne sont pas prévus pour limiter la portée des inventions. En effet, les nouveaux procédés et systèmes décrits ici peuvent être mis en oeuvre dans toute une variété d'autres formes ; en outre, différentes omissions, substitutions et différents changements dans la forme des procédés et des systèmes décrits ici peuvent être réalisés sans pour autant s'éloigner de l'esprit des inventions. Les revendications jointes et leurs équivalents sont prévus pour couvrir de telles formes ou modifications tant qu'ils sont dans la portée et l'esprit de l'invention.
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Dispositif de support de noyau de stator (30) comprenant :plusieurs types d'éléments de support qui supportent un noyau de stator (30) sur un bâti de stator (11) disposé radialement vers l'extérieur du noyau de stator, dans lequel les plusieurs types d'éléments de support sont combinés afin de former une partie de circuit fermé, et dans lequel une partie isolante qui isole électriquement une partie de la partie de circuit fermé est prévue.
- 2. Dispositif de support de noyau de stator selon la revendication 1, dans lequel les plusieurs types d'éléments de support comprennent une pluralité d'éléments axiaux s'étendant dans une direction axiale du noyau de stator et une pluralité d'éléments circonférentiels s'étendant dans une direction circonférentielle du noyau de stator, dans lequel parmi les plusieurs types d'éléments de support, deux éléments axiaux espacés dans la direction circonférentielle et deux éléments circonférentiels espacés dans la direction axiale forment la partie de circuit fermé, et dans lequel les éléments axiaux et les éléments circonférentiels faisant partie de la partie de circuit fermé sont électriquement isolés avec les éléments axiaux et les éléments circonférentiels en contact entre eux via la partie isolante.
- 3. Dispositif de support de noyau de stator selon la revendication 1, dans lequel les plusieurs types d'éléments de support comprennent une pluralité d'éléments axiaux s'étendant dans une direction axiale du noyau de stator et une pluralité d'éléments circonférentiels s'étendant dans une direction circonférentielle du noyau de stator, dans lequel les éléments axiaux comprennent une pluralité de nervures qui est disposée à intervalles dans la direction circonférentielle et est adaptée pour maintenir les noyaux de stator en montant une rainure formée dans une partie circonférentielle externe du noyau de stator, et une pluralité de plaques élastiques raccordées aux nervures dans la direction circonférentielle et intercalées entre les nervures et le bâti de stator pour supporter élastiquement le noyau de stator, dans lequel les plaques élastiques différentes les unes des autres sont raccordées à chacune des nervures d'un côté et de l'autre dans la direction circonférentielle, dans lequel les nervures adjacentes dans la direction circonférentielle, les plaques élastiques adjacentes dans la direction circonférentielle entre les nervures adjacentes dans la direction circonférentielle, les éléments circonférentiels qui sont en contact avec les nervures adjacentes dans la direction circonférentielle et qui ne sont pas en contact avec les plaques élastiques, et les éléments circonférentiels qui sont en contact avec les plaques élastiques adjacentes dans la direction circonférentielle et qui ne sont pas en contact avec les nervures forment la partie de circuit fermé, et dans lequel les nervures et les plaques élastiques faisant partie de la partie de circuit fermé sont électriquement isolées avec les nervures et les plaques élastiques en contact entre elles via la partie isolante.
- 4. Dispositif de support de noyau de stator selon la revendication 3, dans lequel les plaques élastiques et les éléments circonférentiels en contact avec les plaques élastiques qui font partie de la partie de circuit fermé, sont en outre électriquement isolées avec les plaques élastiques et les éléments circonférentiels en contact entre eux via la partie isolante.
- 5. Dispositif de support de noyau de stator selon la revendication 2, dans lequel les éléments axiaux comprennent des nervures en forme d'arbre adaptées pour maintenir le noyau de stator en montant une rainure formée dans une partie circonférentielle externe du noyau de stator, dans lequel les éléments circonférentiels comprennent des plaques de pression de noyau en fer annulaires pour fixer le noyau de stator dans la direction axiale depuis les deux côtés d'extrémité des nervures, et dans lequel les nervures et les plaques de pression de noyau en fer sont électriquement isolées avec les nervures et les plaques de pression de noyau en fer en contact entre elles via la partie isolante.
- 6. Dispositif de support de noyau de stator selon la revendication 2, dans lequel les éléments axiaux comprennent des nervures en forme d'arbre adaptées pour maintenir le noyau de stator en montant une rainure formée dans une partie circonférentielle externe du noyau de stator, dans lequel les éléments circonférentiels comprennent des bagues de pression de noyau en fer annulaires qui entourent et maintiennent les nervures radialement depuis l'extérieur, et dans lequel les nervures et les bagues de pression de noyau en fer sont électriquement isolées avec les nervures et les bagues de pression de noyau en fer en contact entre elles via la partie isolante.
- 7. Dispositif de support de noyau de stator selon la revendication 3, dans lequel la partie isolante comprend un élément de plaque d'isolation disposé entre la nervure et la plaque élastique et un boulon isolant s'étendant de la plaque élastique à la nervure par le biais de l'élément de plaque d'isolation.
- 8. Dispositif de support de noyau de stator selon la revendication 4, dans lequel la partie isolante comprend un élément de plaque d'isolation disposé entre la plaque élastique et l'élément circonférentiel en contact avec la plaque élastique, et un boulon isolant s'étendant à partir de la plaque élastique aux éléments5 circonférentiels via l'élément de plaque d'isolation.
- 9. Machine électrique rotative comprenant un stator configuré pour supporter un noyau de stator sur un bâti de stator qui est radialement à l'extérieur du noyau de stator par le dispositif de support de noyau de stator selon la
- 10 revendication 1 et un rotor.
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