Brevet FR2030307A1 — publié le 19701113

L'invention concerne la réalisation de canaux de refroidissement dans 1' enroulement de transformateurs à grande puissance. Dans les machines électromagnétiques statiques, en particulier dans les transformateurs à grande puissance dont lten- roulement est réalisé en une couche, que cetenroulement se compose de bobines en disques OU de doubles disques ou qu'il soit exécuté sous forme d'enroulement continu, le refroidissement de l'enroulement est un problème très sérieux. La partie essentielle de la surface de refroidissement de cet enroulement se trouve notamment dans les canaux de refroidissement radiaux entre les différents disques, dans lesquels la circulation du produit de refroidissement, c'est-è-dire sa quantité et sa vitesse, dépendent des différences éventuelles de la pression et de la température à l'entrée et à l'extrémité du canal de refroidissement radial, de sorte que son action refroidissante ne peut pas être déterminée exactement. Dans le cas d'une grande largeur d'enroulement radiale, les conditions de circulation dans les canaux de refroidissement radiaux sont encore plus mauvaises, de sorte que son action refroidissante diminue. L'action refroidissante de larges enroulemente est améliorée par la formation d'un ou plusieurs canaux de refroidissement axiaux, disposés à l'intérieur de l'enroulement, de sorte que la surface de refroidissement est augmentée et que la longueur des canaux de refroidissement radiaux entre deux canaux de refroidissement axiaux voisins est raccourcie. L'écoulement du produit de refroidissement à travers les canaux de refroidissement radiaux dépend. en outre. cependant des différences éventuelles mentionnées de la pression et de la température entre les canaux de refroidissement axiaux voisinas Dans le cas où la circulation du produit de refroidissement à travers l'enroulement se fait de façon forcée,par exemple par une pompe de circulation, le produit de refroidissement choisit le trajet de moindre résistance, c'est-à-dire autour de lenroulement à travers les Canaux de refroidissement axiaux extérieurs qui se trouvent entre l'enroulement et le cylindre isolant, et à travers les canaux de refroidissement axiaux intérieurs, à l'intérieur de l'enroulement. Dans les canaux de refroidissement radiaux, la vitesse d'écoulement est alors relativement plus faible, de sorte que l'action refroidissante par la circulation forcée du produit de refroidissement n'y augmente pas sensiblement. L'invention a pour but de remédier aux inconvé- nients ci-dessus et concérne, à cet effet, une réalisation dont la caractéristique réside en ce que,dsns l'enroulement de machines dleo- tromagnétiques statique comportant des bobines de disques ou de doublesdisques, éventuellement avec un enroulement exécuté de façon continue et avec un ou plusieurs canaux de refroidissement axiaux intérieurs dans le sens longitudinal de l'enroulement, des paires de disques ou des paires de groupes de disques sont disposéesalter- nativement, parmi lesquellesun disque de la paire de disques ou un groupe de disques de la paire de disques a une ou plusieurs spires de moins que le deuxième disque de la paire de disquesou le deuxième groupe de la paire de disques. Dans les disques qui ont une ou plusieurs spi- res de moins, on pratique un canal de refroidissement axial intéri- eur, plus large ou des canaux de refroidissement axiaux intérieurs plus larges, tandis que les autres disques présentent un canal de refroidissement axial intérieur plus étroit ou des canaux de refroidissement axiaux intérieurs plus étroits0 Dans les enroulements qui sont bobinés avec un faisceau de conducteurs parallèles, le canal axial intérieur ou les canaux de refroidissement axiaux intérieurs sont pratiqués entre les conducteurs parallèles du même faisceau.Les canaux de refroidissement axiaux intérieurs plus larges et plus étroits se trowwent. ou bien sur le même diamètre, ou bien ils sont croisés entre eux dans le sens radial. Les canaux de refroidissement axiaux intérieurs plus larges sont formés par les bras courts d'une armature en L, et appliqués l'un sur l'autre, tandis que les bras longs forment en ê- me temps le canal de refroidissement radial entre deux disques voi- sins. Par l'application de l'invention, les conditions de circulation du produit do refroidissement dans l'enrouleoe ment et, par conséquent, le refroidissement de l'enroulement. sont améliorés de façon importante, do sorte que l'enroulement est mieux utilisé, que les pertes sont réduites et que la durée de vie de la machine est allongée. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-aprbs et des dessins annexés représentant dee exemples de réalisation de l'invontion, dessins dans lesquels s - la figure 1 représente la disposition fonda mentale avec deux canaux axiaux extérieurs disposés sur les côtés et un canal axial intérieur disposé à l'intérieur de l'enroulement, - la figure 2-représente une exécution avec quelques canaux axiaux disposés à l'intérieur du disque, - la figure 3 représente une exécution avec des canaux de refroidissement axiaux intérieurs qui sont croisés dans le sens radial, - les figures 4 et 5 représentent des canaux axiaux larges et étroits exécutés au moyen d'armatures en L, - la fifre 6 représente des armatures comportant un évidement pour la clavette, - la figure 7 représente un enroulement comportant seulement un canal de refroidissement axial extérieur disposé d'un côté. L'idée fondamentale est représentée dans la figure 1, où l'enroulement se compose des paires 20, et où les dis- que 21 ont chacun cinq spires et les disques 22 chacun six ap res. Les larges canaux de refroidissement axiaux intérieurs 30 sont pratiqués dans les disques 21 et lea canaux de refroidissement axiaux étroits 31 sont pratiqués dans les disques 22. L'enroulement est séparé des cylindres isolants 23, 25 par des canaux de refroidissement axiaux extérieurs 24, 26. Les flaches indiquent le sens d'écoulement du produit de refroidissement. D'après la figure 2, dans chaque disque 21, 22 peuvent Outre disposés deux canaux de refroidissement axiaux intéri- ours 30, 31, 40, 41. Dans la figure 3, dans chaque disque 21, 22 est pratiqué un canal de refroidissement axial intérieur et les canaux de refroidissement axiaux plus larges 30 sont décalés mutuellement vers les canaux de refroidissement axiaux intérieurs plus étroits 31. Dans les figures 4, 5, 6 est représentée la formation de canaux de refroidissement axiaux intérieurs larges 30 à l'aide d'armatures en L 27. Sur les côtés adjacents, tournés l'un vers l'autre, des bras courts des armatures 27, sont exécutés des évidements pour les clavettes traversantes 28 qui forment un canal axial intérieur étroit 31. Les canaux de refroidissement radiaux, dans lesquels les bras longe des armatures 27 ne font pas saillie, sont constitués d'armatures plates. De façon correspondante à la figure 7, entre l'enroulement et le cylindre isolant 25, se trouve un canal de refroidissement axial extérieur, par contre, de l'autre côté, l'enroulement est bobiné directement sur le cylindre isolant 23. Ici les canaux de refroidissement axiaux intérieurs 30, 31 sont placés le plus près possible du cylindre isolant 23. L'invention s'détend également: aux transformateurs munis d'enroulements conformes aux précédents ou analogues. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'inssntion. RE Vn ND i C ÂT ION S 1.- Enroulement dgune machine électromagnétique statique, en particulier d'un transformateur, composé de bobines de disques ou de doubles disques, ou de bobines enroulées de façon continue, qui ont un ou plusieurs canaux de refroidissement axiaux intérieurs, enroulement caractérisé en ce que, dans le sens de l'enroulement, sont disposées alternativement des paires de disques ou des paires de groupes de disques, dont un disque de la paire de la paire de disques ou un groupe de disques de la paire de disques a une ou plusieurs spires de moins que le deuxième disque de la paire de disques ou un groupe de disques de la paire de disques tandis que dans les disques qui ont une ou plusieurs spires de moins, sont constitués un canal de refroidissement axial intérieur plus large ou des canaux de refroidissement axiaux intérieurs plus larges, alors que dans les autres disques sont constitués un canal de refroidissement axial intérieur plus étroit ou des canaux de refroidissement axiaux intérieurs plus étroits. 2.- Enroulement suivant la revendication 1, comportant un faisceau de conducteurs enroulés parallèlement, caractérisé en ce que les canaux de refroidissement axiaux intérieurs sont disposés entre les conducteurs enroulés en parallèle du m8me faisceau. 50 Enroulement suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les canaux de refroidissement axiaux intérieurs sont croisés mutuellement dans le sens radial. 4.- Enroulement suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les canaux de refroidissement axiaux intérieurs plus larges sont formés par les bras courts appliqués l'un sur l'autre d'armatures en L, dont les bras longs forment en meme temps un canal de refroidissement radial entre deux disques voisins, les armatures ayant sur les bras courts dans toute la longueur des cotés adjacents l'un à l'autre des évidements que traversent des clavettes qui forment ainsi des canaux de refroidisse ment axiaux intérieurs plus étroits. 50 - Transformateurs munis d'un enroulement conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4.