WO2006045970A1 - Alternateur comportant un dispositif d'amortissement des vibrations - Google Patents

Alternateur comportant un dispositif d'amortissement des vibrations Download PDF

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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/24—Casings; Enclosures; Supports specially adapted for suppression or reduction of noise or vibrations

Definitions

  • the shape and arrangement of the damping device in particular the number of resilient damping members, may be selected according to the operating characteristics of the alternator, so as to mitigate the vibrations.
  • damping members may be arranged between the rods 16 in the example of FIG. 2, in the form of, for example, one or more pads 18.

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Abstract

La présente invention concerne un alternateur (1) comportant : - un carter (2), - un stator d'excitatrice (3), - un induit (4), - un rotor (5), ce rotor comportant : - un inducteur (6), - un rotor d'excitatrice (7), alternateur caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un dispositif d'amortissement (15) des vibrations entre le stator d'excitatrice (3) et le carter (2).

Description

Alternateur comportant un dispositif d'amortissement des vibrations La présente invention concerne l'amortissement des vibrations dans un alternateur, notamment un alternateur industriel de puissance électrique supérieure ou égale à 10 kW ou muni d'une excitatrice. Les alternateurs industriels sont constitués essentiellement par une excitatrice, un induit et un inducteur placés dans un carter, l'induit et le stator de l'excitatrice étant fixés au carter de la machine. Le rotor de l'excitatrice et l'inducteur sont montés en rotation sur un arbre commun de la machine.
De manière générale, de tels alternateurs subissent en fonctionnement des vibrations qu'il convient d'atténuer afin de réduire le bruit produit par la machine et l'usure des matériaux utilisés pour la réaliser.
Il est connu d'employer, pour limiter les vibrations de la machine et éviter les résonances qui peuvent naîtrent, un amortisseur dynamique fixé sur la machine.
Néanmoins, l'encombrement d'un tel amortisseur peut s'avérer gênant dans certains cas et augmente le poids de la machine.
Il subsiste par conséquent un besoin pour une solution fiable et aisée à mettre en œuvre, permettant d'atténuer les vibrations de l'alternateur sans augmenter outre mesure l'encombrement et le poids de la machine.
L'invention répond à ce besoin grâce à un alternateur comportant : - un carter, un stator d'excitatrice, un induit, un rotor, ce rotor comportant :
- un inducteur, - un rotor d'excitatrice, l'alternateur comportant au moins un dispositif d'amortissement des vibrations entre le stator d'excitatrice et le carter.
Grâce à la présence du dispositif d'amortissement, le stator d'excitatrice de l'alternateur peut servir de masse vibrante et l'alternateur peut être dépourvu, si on le souhaite, d'amortisseur dynamique tel que précité. L'induit peut être fixé sur le carter sans interposition de moyens d'amortissement des vibrations. L'induit peut par exemple être inséré à force dans le carter.
Le dispositif d'amortissement peut être réalisé entièrement ou non en matériau élastomère. Le dispositif d'amortissement peut comporter au moins un élément en élastomère et au moins une pièce de support et/ou de positionnement et/ou de renforcement de cet élément en élastomère.
Le dispositif d'amortissement peut présenter par exemple une forme annulaire. Il peut s'étendre axialement d'une façon continue tout le long du stator d'excitatrice, et le cas échéant déborder axialement de part et d'autre de celui-ci.
Le dispositif d'amortissement peut également comporter plusieurs organes d'amortissement, ces organes d'amortissement étant par exemple espacés axialement et/ou circonférentiellement.
Le ou les organes d'amortissement peuvent avantageusement participer à la transmission du couple entre le stator d'excitatrice et le carter. Ainsi, non seulement les vibrations dans le sens radial mais également celles dans le sens circonférentiel sont amorties.
Un même organe d'amortissement peut à la fois participer à l'atténuation des vibrations radiales et à celle des vibrations circonférentielles. En variante, au moins deux organes d'amortissement distincts peuvent être utilisés, destinés respectivement à l'amortissement des vibrations radiales et à l'amortissement des vibrations circonférentielles.
Le dispositif d'amortissement peut par exemple comporter deux joncs élastiquement déformables s'interposant radialement entre le stator d'excitatrice et le carter, espacés axialement entre eux.
Le dispositif d'amortissement peut encore comporter par exemple au moins trois plots s'interposant radialement entre le stator d'excitatrice et le carter, répartis circonférentiellement. Les plots peuvent s'interposer entre le stator d'excitatrice et le carter en plusieurs points répartis régulièrement ou non, alignés circonférentiellement ou non. Les plots peuvent être placés en des points séparés angulairement de plus d'une dizaine de degrés par exemple. Les plots peuvent être régulièrement répartis sur la circonférence du stator d'excitatrice, et le rapport de 360° à l'écart angulaire choisi peut ne pas être dans ce cas un multiple entier du nombre de pôles du stator d'excitatrice. L'alternateur peut comporter un nombre impair de plots s'interposant entre le stator d'excitatrice et le carter, par exemple trois ou cinq plots.
Le dispositif d'amortissement peut encore, par exemple, comporter en combinaison au moins un jonc s'interposant entre le stator d'excitatrice et le carter et des plots, par exemples deux joncs espacés axialement et des plots répartis circonférentiellement entre les deux joncs.
En variante encore, le dispositif d'amortissement peut être formé par un jonc élastique hélicoïdal s 'étendant entre la surface radialement extérieure du stator d'excitatrice et la surface radialement intérieure du carter.
L'alternateur peut comporter à chacune de ses extrémités un flasque d'extrémité, fixé au carter.
L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de réalisation non limitatifs de celle-ci, et à l'examen du dessin annexé, sur lequel : la figure 1 est une coupe longitudinale, schématique et partielle, d'un alternateur conforme à l'invention, la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 d'une variante de réalisation, la figure 3 est une coupe transversale, schématique et partielle, d'une autre variante de réalisation, et la figure 4 représente un détail de la figure 3.
On a représenté à la figure 1 un alternateur 1 comportant un carter 2, un stator d'excitatrice 3, un induit 4 et un rotor 5 comportant un inducteur 6 et un rotor d'excitatrice 7, l'inducteur 6 et le rotor d'excitatrice 7 étant fixés à un arbre commun 8 de l'alternateur 1.
Chacun du stator d'excitatrice 3, de l'induit 4, de l'inducteur 6 et du rotor d'excitatrice 7 comporte un empilement de tôles magnétiques définissant des dents 9 portant chacune un bobinage 10 correspondant.
Le carter 2 est cylindrique et comporte à chacune de ses extrémités un flasque 11. Dans l'exemple décrit, l'induit 4 est fixé sur le carter 2 sans interposition de moyen d'amortissement élastique des vibrations, étant par exemple inséré à force dans celui-ci.
Conformément à l'invention, un dispositif d'amortissement 15 des vibrations est placé entre le stator d'excitatrice 3 et le carter 2 pour atténuer les vibrations produites par l'alternateur 1 en fonctionnement.
Dans l'exemple illustré à la figure 1, le dispositif d'amortissement 15 présente une forme annulaire, de section transversale sensiblement aplatie, et comporte une gorge sur sa face radialement intérieure, dans laquelle est reçu le stator 3 d'excitatrice. Le dispositif d'amortissement 15 est fixé par tout moyen par sa face radialement extérieure à l'intérieur du carter 2, par exemple par coopération de formes.
Le dispositif d'amortissement 15 peut être comprimé radialement de manière à participer à la reprise des efforts exercés circonférentiellement par le stator d'excitatrice 3 sur le carter 2. Du fait de son montage sur le carter 2 par l'intermédiaire du dispositif d'amortissement 15, le stator d'excitatrice 3 constitue à la fois une masse vibrante capable d'absorber l'énergie vibratoire de l'alternateur et un système anti-résonnant.
Le dispositif d'amortissement 15 peut bien entendu être réalisé de façon différente de celle qui a été illustré à la figure 1. A titre d'exemple, on a illustré à la figure 2 un alternateur dont le dispositif d'amortissement comporte deux organes d'amortissement se présentant sous la forme de joncs 16 en matériau élastomère, s 'interposant radialement entre le stator d'excitatrice 3 et le carter 2. Les deux joncs 16 sont espacés l'un de l'autre selon l'axe du stator d'excitatrice 3. En variante, l'alternateur comporte des organes d'amortissement se présentant sous la forme de plots 18 s'interposant entre le stator d'excitatrice 3 et le carter 2, par exemple trois plots répartis circonférentiellement, comme illustré à la figure 3.
Les plots 18 permettent de limiter les mouvements axiaux et circonférentiels relatifs entre le carter 2 et le stator d'excitatrice 3. Comme illustré à la figure 4, chaque plot 18 peut comporter par exemple une vis 20 et un manchon en élastomère 21. Le diamètre extérieur du manchon 21 est supérieur au plus grand diamètre de la vis 20, de manière à pouvoir absorber l'énergie vibratoire. Chaque vis 20 comporte à une extrémité une portion filetée 22 destinée à se fixer dans le stator d'excitatrice 3 et à son extrémité opposée un logement 24 destiné à coopérer avec une clé hexagonale. Le corps de la vis 20 présente un épaulement 26 contre lequel porte le manchon 21. Ce dernier peut, le cas échéant, comporter une armature 28 de renfort, par exemple métallique. Par ailleurs, le manchon 21 comporte avantageusement des reliefs annulaires 27, de manière à accroître sa déformation dans le sens radial.
Bien entendu, la forme et la disposition du dispositif d'amortissement, notamment le nombre d'organes d'amortissement élastiques, pourront être choisies en fonction des caractéristiques de fonctionnement de l'alternateur, de manière à atténuer au mieux les vibrations.
Les caractéristiques des différents modes de réalisation peuvent se combiner.
En particulier, des organes d'amortissement supplémentaires peuvent être disposés entre les joncs 16 dans l'exemple de la figure 2, sous la forme par exemple d'un ou plusieurs plots 18. Dans toute la description, y compris les revendications, l'expression
« comportant un » doit être comprise comme étant synonyme de « comportant au moins un », sauf si le contraire est spécifié.

Claims

REVENDICATIONS
1. Alternateur (1) comportant : un carter (2), - un stator d'excitatrice (3), un induit (4), un rotor (5), ce rotor comportant :
- un inducteur (6),
- un rotor d'excitatrice (7), alternateur caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un dispositif d'amortissement (15) des vibrations entre le stator d'excitatrice (3) et le carter (2).
2. Alternateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'induit (4) est fixé sur le carter (2) sans interposition de moyens d'amortissement élastiques des vibrations.
3. Alternateur selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que l'induit (4) est inséré à force dans le carter (2).
4. Alternateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dispositif d'amortissement (15) est réalisé au moins en partie en élastomère.
5. Alternateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dispositif d'amortissement (15) comporte au moins un élément en élastomère et au moins une pièce de support et/ou de positionnement et/ou de renforcement de cet élément en élastomère.
6. Alternateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dispositif d'amortissement (15) présente une forme annulaire.
7. Alternateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le lait que le dispositif d'amortissement (15) s'étend axialement d'une façon continue tout le long du stator d'excitatrice.
8. Alternateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dispositif d'amortissement (15) déborde axialement de part et d'autre du stator d'excitatrice (7).
9. Alternateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dispositif d'amortissement (15) comporte plusieurs organes d'amortissement, ces organes d'amortissement étant espacés axialement et/ou circonférentiellement.
10. Alternateur selon la revendication précédente, caractérisé par le fait qu'un même organe d'amortissement participe à la fois à l'atténuation des vibrations radiales et à celles des vibrations circonférentielles.
11. Alternateur selon l'une des deux revendications précédentes, caractérisé par le fait que deux organes d'amortissement distincts sont utilisés, destinés respectivement à l'amortissement des vibrations radiales et à l'amortissement des vibrations circonférentielles.
12. Alternateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un jonc (16) s'interposant radialement entre le stator d'excitatrice (3) et le carter (2).
13. Alternateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte deux joncs (16) s'interposant radialement entre le stator d'excitatrice (3) et le carter (2), espacés axialement entre eux.
14. Alternateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins trois plots (18) s'interposant entre le stator d'excitatrice (3) et le carter (2).
15. Alternateur selon la revendication précédente, caractérisé par le fait qu'il comporte un nombre impair de plots s'interposant entre le stator d'excitatrice (3) et le carter (2), notamment cinq plots.
16. Alternateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que sa puissance électrique est supérieure ou égale à 10 kW.
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