Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
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L'invention concerne un rotor a pôles saillants
pour machine dynamoélec-trique.
Les bobines inductrices des grandes machines élec-
-triques à pôles saillants sont gënéralement constituées
par un empilage de spires autour du noyau polaire. Ces
spires sont placées chacune dans un plan tangentiel et
elles se succedent radialement de l'intérleur vers l'ex-té-
rieur. Elles sont en général fabriquées et assemblées
avant l'installation sur le pôle, mais présentent l'lncon-
vénien-t de ne pouvoir etre mises en place (ou démontées)
qu'après dépose du pole.
Par ailleurs le circuit magnétique rotorique des
machines ~lectriques à poles saillants est souvent
constitué à partir de segments formés par découpage de
toles minces en arc de couronnes circulaires et assemblés
en couronnes complètes. Ces dernières sont empilées et
assemblées par des tirants de maniere à constituer une
jante suppor-tant les noyaux polaires~
Le dispositiE de fixation des noyaux polaires sur
la jante fait appel à des technologies diverses: clés,
queues d'aronde, peignes, vis, etc...... Ceci présente
deux inconvénients.
- perte de résistance mécanique par in-troduction de
matière ne participant pas à Ia tenue aux efforts centri-
fugesi
- introduction d'une discontinuité dans le chemin
magnétique, à la liaison entre le pôle et la jante. Ces
- inconvénients apparaissaient à l'homme de l'art comme
inévitables puisqu'il fallait pouvoir démonter les poles
lorsqu'on voulait changer une bobine défectueuse.
La présente invention a pour but la réalisation
d'un rotor à pôles saillants pour machine dynamoélectrique
permettant un démontage facile des bobines sans créer
de difficuliés quan-t à la constitution du circuit magne-
tique-
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--2--
Selon la presen-te inven-tion il est prevu un rotor
à pôles saillan-ts pour mach:ine dynamoelectrique, ce rotor
tournant autour d'un axe dispose selon l.a longueur du rotor
et comportan-t: une jante de forme cylindr:ique autour de
l'axe, des pôles répa:rtis angula:irement autour de l'axe,
formant saillies radiale sur la :Eace externe de ].a jante
et s'etendant selon la longueur du rotor pour consti-tuer
avec la jante un circuit maynetique, chaq~le pole compor-
tant un noyau polaire ~ixé a la jan-te et un epanoui.ssement
polaire fixe à l'extrémite externe du no~au polaire et
debordant angulairement de part et d'au-tre de ce noyau,
le noyau presentant deux faces extremes di.sposees sensi-
blemen-t dans deux plans perpendiculaires à l'axe du rotor,
du cote des deux extremites de celui-ci, respectivemen-t,
e-t deux flancs lateraux s'etendant selon la longueur du
rotor entre les deux faces extremes et radialement
entre la jante et l'epanouissement polaire, et une bobine
enroulee autour de chaque noyau polaire entre la jante
et la partie debordante de l'epanouissement polaire, cette
bobine e-tant constituee par une succession de spires d'au
moins une bande conductrice dont la largeur s'etend radia-
lement et qui ne fait pas sensiblement plus d'un tour
autour du noyau, et par des couches isolantes separant
ces spires, les spires successives d'un enroulement etant
connectees les unes aux autres par recouvrement desdites
bandes conductrices dans au moins une zone de raccorde-
ment. Ce rotor est caracterise par le fait qu.e les bandes
conductrices sont souples, et que des moyens de pression
sont disposes dans cette zone de raccordement pour presser
les bandes conductrices qui se recouvrent les unes contre
les autres avec une force de pression dirigee selon
l'epaisseur des bandes conductrices et suffisamment
grande pour assurer un bon contact electrique entre ces
bandes, ces moyens de pression etant amovibles de manière
à permettre le demontage de la bobine sans demontage de
S87Vl
-2a-
l'épanouissement polaire.
A l'aide des fig~res schématlques ci-jointes, on va
decrire ci-apres, à titre non lim:i.tati~, commen-t l'inven-
tion peu-t e-tre mise en oeuvre. Il doit etre compris que
les elements decrits et representes peuvent, sans sortir
du cadre de l'invention, etre remplaces par d'autres
elements assurant les memes fonc-tions techniques.
Lorsqu'un meme element est represente sur plusieurs
igur~s il est designe par le meme signe de reference.
, ~
.. . .
~S~'7~
-- 3 --
La figure 1 représente une vuo schématique dtun rotor seLon
l'invention en coupe par un plan perpendiculaire à l'axe, 19 plan
de coupe paqsant entre deux couronnes de l'empilement constituant
le circuit magnétique, certaines bobines polaires étant enlevées.
La figure 2 représente une vue cl'une extrémité d'un coyau polair~
et d'une bobine de ce même rotor en coupe par un plan tangentlel,
c'eqt-à-dire parallèle à l'axe du rotor à distance de celui-ci.
La ~igure 3 représente une vue agrandie d'une partie III de
la ~igure 2.
La ~igure 4 représente une vue partielle d'un noyau poLaire
et d'une bobine de ce même rotor, en coupe par un plan perpendlculaire
à l'axe de ce rotor.
La Pigure 5 représente une vue agrandie d'une partie V de la
~igure 4.
Le rotor qui va être décrit constitue par exemple l'inducteur
d'une maohine synchrone.
Il tourne autour d'un axe 2 di~posé selon sa longueur et il
comporte :
- une ~ante 4 de Porme cylindrlque autour de l'axe,
- et des poles réparti~ angulairement autour de l'axe, ~ormant aaillies
radiale sur la ~ace externe de la ~ante et, s'étendant selon la longueur
du rotor. Ces pôles constituent avec la jante le circuit magnétique
du rotor.
Chaque pôle comporte un noyau polaire 6 en saillie sur la ~ante et
un épanouissement 8 polaire à l'extr&ité externe du noyau polaire,
cet épanouissement dabordant angulairement de part et d'autre de
ce noyau. Ce dernier présente deux ~aces extremes di3posées sensiblement
dans deux plans perpendiculaireq à l'axe du rotor, du côté des deux
extrémltés de celui-ci, respectivement, et deux ~lancs latéraux 12
3 t étendant selon la longueur du rotor entre les deux faces extrêmes
et radialement entre la ~ante et l'épanouissement polaire.
De manière classique la Jante 4 eYt corstituée par un empilement
selon la longueur du rotor de sections planes constituées chacune
par une couronne dont l'axe est celui du rotor, chaque couronne étant
constituée de plusieurs segments 16, 18, 20, 22 se succèdant angulairement.
Les segment3 d'une couronne sont décalées angulairement d'un pas
polaire par rapport aux segments successi~s tals que 24, 26 de la
couronne précédente de maniàre à éviter de constituer des lignes
,
.
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-- 4 --
de moindre rési3tance mécanique de la Jante et de perturber la distributlon
du flux magnétique. Les couronnes successives ~ont serrées les unes
contre les autres par des plaques d'appui (non représentées) appliquée~
contre les ~aces extremes du circuit magnétique par des tirant9 (non
représentés sur la ~igure 1) qui traversent les couronnes 3uccessives
parallèlement à 1'axe du rotor par des trous 23 et 29. Ces segments sont
constitués chacun par une seuls pièce de tôle découpée pour former
non seulement un segment angulaire d'une s~ction plane de ladite
jante mais aussi une section plane de plusieurs pôles consécuti~s
incluant les épanouiqsements polaires, de manière que l'ensemble
du circuit magnétique soit formé par l'empilement desdites couronnes
. Ces segments peuvent être appelés "segments à pôlas intégrés".
Ils portent c~acun les sections de trois pôles. Ils sont au nombre
de quatre dans c~aque couronne. Ils sont l~mités aneulairement aux
~lancs des deux pôles extrêmes, de sorte que, au sein de chaque couronne
quatre ir,tervalles libres subsistent antre les extrémités des segment3
consécutifs. Ces intervalles constituent des évents permettant 19
passa~e radial d'un gaz de re~roidissement provenant de l'intérieur
de la jante.
Le rotor comporte en outre de~ bobines, une bobine telle que 14 étant
enroulée autour de chaque noyau polaire entre la jante 4 et la partie
débordante de l'épanouissement polaire 8. Cette bobine est constituée
par une succ2ssion de spires d'un condùcteur electrique, et par des
couches isolantes D5, D6 séparant ces spires.
Les bobines sont calées latéralemerlt par des cales interpolaires 40.
Chacune des spire~ de ce conducteur est con3tituée par au moins une
bande conductrice souple C 7-1 dont la lar eur s'étend radialement,
dont la longueur s'étend selon la longueur du rotor en regard desdits
~lancs 12 des noyaux polaires 6 et s'étend tangentiellament an regard
3 des ~aces extremes 10 de ces noyaux en ~aisant sensiblement au plus
un tour autour du noyau, l'épaisseur de ces bandes étant perpendiculaire
à la ~ois à leur longueur et à leur largeur et etant ln~érieure à
leur largeur.
Les spires successives d'un enroulement sont connectées les unes
aux autres par recouvrement desdite~ bandes conductrices dans au
moins une zone de raccordement 30.
.
.
'7(1~
- 5 -
Ce_ zones de raccordsment sont situées de préfersnce contre
les faces extrê~es lO des noyaux polaires 6 ou l'une d'entre ellss.
Des moyens de pressions sont d~sposées dans cette zone de raccordement
pour presser les bandes conductriceq qui se recouvrent les unes contre
le~ autres avec ~ne ~orce de pression dirigée selon l'~pal~seur des
bandes conductrices et su~isamment grande pour assurer un bon contact
électrique entre ces bandes, ces moyenq de prss~ion étant amovibles
de maQière à permettre le démontage de la bobine sans démontage de
l'épanouissement polaire.
Ces moyens de pression sont constituéq par des plaquette~ d'appui 32
appliquant les 3pires contre les noyaux polaires grâce à des tirants 34
traversant les trous 23 percés dans les noyaux polaires. Une couche
isolantq 35 sépare la spire intérieure de la ~ace extreme lO du noyau.
Le conducteur constituant les spires de la bobine est constitué
par un empilement de bandes conductrices C7-l J C7-2, C7~3 dont les
largeurs sont sensiblement coextensive3, chaque bande C7-3 de rang n~l
dans cet empilement étant plaquée sur la bande C7-2 de ran~ n immédiatement
in~érieur. Les extrémités de deux bandes de rangs consécutifs C7-2,
C7-3 sont décalées l'une par rapport à 11 autre d'une longueur de
~décalage selon la longueur du conducteur sauf aux extrémités du conducteur,
une extrémité ~inale de chaque bande C6 2 d'une spire étant disposée
avant l'extrémité initiale de la bande C7-2 de meme rang de la spire
suivante en laissant entre ces deux extrémités un intervalle qui
est in~érieur à ladite longueur de décalage et qui est entièrement
situé dans une zone de raccordement, de manière que le courant passe
de cette extrémité .inale d'une bande C6-2 à cette extrémité initiale
d'une bande C7-2 de même rang par 1'intermédiaire d'au moins une
bande C6-1, C7-3 de rang ad~acent.
Le~ bobines comportent intarieurement des cales d1écartement 36
3 pour ménager, en dehors desdites zones de raccordement 30, des canaux
de re.roidis~ement 38 permettant la circulation d'un fluide de refroidis-
sement parallèlement à la largeur des bandes conductrices.
Lesdites couches isolantas séparant les spires successives
dudit conducteur sont constituées par des bandes isolantes souples D5,
D6 dont les largeurs sont sensiblement coextensives à celles desdites
bandes conductrices C6-1, C7-l, qui Lont chacune au plus un tour
autour du noyau polaire 6 et qui se succèdent l'une à l'autre sur
sensiblement toute la longueur dudit conducteur. La limite entre
.
-
.
. .
~l5~'7~
- 6 -
deux bande3 isolantes consécutives D5, D6 est ~ltuée dans une dite
zone de raccordement 30, un couvre-Joint J6 recouvrant chacune de
ce limltes et étant constitué par un troncon de bande iqolante s'~tendant
sur sensiblement toute la longueur de la zone de raccordement de
S manière que ce couvre-joint assure l'isolation électrique entre spires
à l'endroit de cette limite et que les épaisseurs de tous ces couvre-
joint3 compensent celles desdites cales d'écartement 36 et de~dit3
canaux de re~roldis~ement 38 pour donner à la boblne une épai3seur
sensibloment constante.
Le conduoteur peut être par exemple constitué de trol3 bardes
conductrices de cuivre épaisses de 0,5 mm et large~ de 150 mm. La
longueur de décalage peut être par exemple de 15 mm.
Le nombre de spires de ce conducteur peut être par exemple
de 20. Les canaux de refroidi3sement peuvent atre par exemple épalq
de 3 mm et au nombre de quatre dans l'épaisseur de la bobi~e. Le~
bandes isolantes peuvent avoir une épaisseur de 0,3 mm.
Des moyens classiques non représentés qont prévus pour assurer
l'alimentation électrique des bobines et la fourniture d'un gaz de
re~rQidissement dans les canaux 38.
- ~
