Brevet FR2180434A1 — publié le 19731130

La présente invention concerne la construction des machines électriques, plus particulièrement les machines électriques à refroidissement par air utilisées par exemple comme génératrices sur les véhicules de transport automobile, et est plus spécialement relative à l'amélioration du refroidissement des éléments de construction de ces machines électriques. On sait que les machines électriques à refroidissement par air comportent un stator avec un bobinage, monté sur des flasques formant paliers, et un rotor dont l'arbre traverse les paliers. lie refroidissement de ces machines électriques steffec- tue à l'aide d'un courant d'air pulsé par un ventilateur à travers l'enceinte interne de la machine en passant par des orifices ménagés dans l'un des flasques formant palier, et par l'entrefer formé entre le stator et le rotor, et sortant ensuite à l'exté- rieur par des orifices ménagés sur l'autre flasque. Dans les flasques il est en outre prévu des passages de ventilation, disposés parallèlement à 11 axe de la machine, par lesquels se produit une aspiration supplémentaire de l'air. L'air passant par les passages favorise le refroidissement des parties avant du bobinage du stator. L'inconvénient de ce système de refroidissement des machines par l'air réside dans la faible efficacité de refroidissement du bobinage du stator, car la partie principale du flux d'air de refroidissement passe à travers l'entrefer relativement restreint, constitué par le stator et le rotor, dont la résistance aérodynamique est relativement importante. lie but de l'invention est de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus. L'invention se propose de réaliser une machine électrique à refroidissement par air permettant d'améliorer l'efficacité du refroidissement des parties avant du bobinage du stator et des éléments du montage de commande incorporés dans l'un des flasques tout en conservant le même encombrement et sans compliquer la machine électrique. Ce problème est résolu par le fait que dans la machine électrique proposée à refroidissement par air, les passages de ventilation longitudinaux ménagés sur la surface cylindrique interne des flasques formant paliers sont disposés, conformément à l'invention, au-dessus des parties avant du bobinage du stator, inclinés par rapport à l'axe longitudinal de la machine, et communiquent entre eux au-dessus de la culasse du stator, ce qui améliore considérablement l'intensité du refroidissement des parties avant du bobinage du stator. Les passages de ventilation mentionnés peuvent communiquer entre eux par l'intermédiaire d'une chambre annulaire formée par la culasse du stator et un fourreau annulaire monté sur les surfaces cylindriques extérieures des flasques. Il est également avantageux que les passages de ventilation prévus sur l'un des flasques soient décalés sur la périphérie par rapport aux passages ménagés sur l'autre flasque. Ce décalage des passages prolonge le parcours du flux d'air à l'intérieur de la chambre annulaire ainsi que l'efficacité avec laquelle les calories de l'air sont cédées à la culasse du stator et au fourreau annulaire. Pour prévenir la rupture du courant d'air à la sortie des canalisations de l'un des flasques à l'entrée des passages de l'autre, il est préférable que les surfaces latérales des passages de ventilation soient réalisées sous un certain angle par rapport à l'axe longitudinal de la machine. Cet angle doit correspondre au décalage des canalisations suivant la périphérie des flasques. La machine électrique suivant l'invention permet de résoudre avec succès les problèmes posés plus haut ; dans une telle machine électrique, le courant d'air pulsé refroidit les surfaces du rotor, du stator et les parties avant du bobinage du stator. Le refroidissement de la machine électrique par ce système est efficace à un tel point, qu'il permet d'améliorer considérablement le degré d'utilisation des matériaux actifs pour des dimensions analogues de la carcasse. D'autres caractéristiques de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés la Fig. 1 est une vue encoupe longitudinale d'une machine électrique suivant l'invention la Fig. 2 est un schéma de répartition du courant d'air suivant les canalisations de ventilation de la machine. La machine électrique représentée sur la Fig. 1 com- prend un stator i, dans lequel est prévu un bobinage 2, un rotor 3 calé sur un arbre 4 tournant à l'intérieur du stator 1. L'arbre 4 tourne sur des roulements 5 emboîtés dans des flasques 6 et 7 formant paliers. Le stator 1 est fixé mécaniquement aux flasques 6 et 7. Dans les flasques 6 et 7, sur leur surface cylindrique interne, il est prévu des passages de ventilation longitudinaux 8 inclinés par rapport à l'axe longitudinal de la machine. Les passages de ventilation 8 communiquent entre eux par l'intermé- diaire d'une chambre annulaire 9 formée par la culasse du stator 1 et le fourreau annulaire 10 monté sur les parties cylindriques extérieures des flasques 6 et 7. A l'extérieur du flasque 7 est monté un ventilateur 11 avec des pales 12 et une douille 13 engagée sur l'arbre 4. Sur l'autre flasque 6 sont prévus des éléments 14 du dispositif de commande, recouverts par un capot 15 avec des interstices d'orientation 16 comportant un bord recourbé vers l'en- ceinte interne de la machine électrique pour diriger le courant d'air de refroidissement vers les éléments 14 du dispositif de commande. Afin de prolonger le parcours du flux d'air à l'intérieur de la chambre annulaire 9, les passages de ventilation 8 du flasque 6 sont décalés suivant la périphérie par rapport aux passages de ventilation 8 ménagés sur le flasque 7. Pour prévenir la rupture du flux d'air à la sortie des passages de ventilation 8, les surfaces latérales H desdits passages 8 sont formées suivant un anglet (Fig. 2) par rapport à l'axe longitudinal de la machine. L'angle 4 correspond au déca- lage des passages de ventilation 8 suivant la périphérie des flasques 6 et 7. lie refroidissement de la machine électrique s'effectue de la façon suivante. Pendant la rotation du rotor 3 de la machine électrique avec le ventilateur 11 monté sur l'arbre 4, l'air de refroidissement est aspiré par les interstices 16 du capot 15, refroidit les éléments 14 du dispositif de commande et débouche par l'intermédiaire des orifices de ventilation 17 du flasque 6 dans l'enceinte interne de la machine. Le flux d'air est ensuite réparti dans deux directions. Une partie du flux passe par l'entrefer en refroidissant les surfaces internes du stator et du rotor. L'autre partie du flux est dirigée vers les parties avant du bobinage 2 du stator 1, passe par les passages de venti lation inclinés 8 du flasque, la chambre annulaire 9, les passages de ventilation 8 du flasque 7, et par les orifices de ventilation 18 l'air est refoulé à l'extérieur. En passant sur un coté des parties avant du bobinage du stator l'air se réchauffe puis, en débouchant dans la chambre annulaire, il se refroidit en cédant ses calories à la culasse du stator et au fourreau annulaire, et c'est à l'état froid qu'il est dirigé par les passages de ventilation vers les parties avant du bobinage, de l'autre côté du stator, puis il s'échappe à l'extérieur par l'intermédiaire des orifices de ventilation 18 du flasque 7. REVENDICAtIONS 1.- Machine électrique à refroidissement par air du type comportant un rotor et un stator portant un bobinage et fixédans des flasques formant paliers ayant des orifices pour l'arrivée de l'air de refroidissement dans l'enceinte interne de la machine, ainsi que des passages de ventilation longitudinaux ménagés sur leur surface cylindrique intérieure, caractérisée en ce que lesdits passages de ventilation sont disposés au-dessus des parties avant du bobinage du stator avec une inclinaison par rapport à l'axe longitudinal de la machine, et communiquent entre eux au-dessus de la culasse du stator. 2.- Machine électrique suivant la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits passages de ventilation communiquent entre eux par l'intermédiaire d'une chambre annulaire formée par la culasse du stator et un fourreau annulaire monté sur les parties cylindriques extérieures des flasques. 3.- Machine électrique suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les passages de ventilation ménagés sur l'un des flasques sont décalés, suivant la périphérie, par rapport aux passages analogues ménagés sur l'autre flasque. 4.- Machine électrique suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, caractérisée en ce que les surfaces latérales desdits passages de ventilation sont formées sous un certain angle par rapport à 11 axe longitudinal de la machine.