Brevet FR2158228A1 — publié le 19730615

Dans les machines électriques de grande puissance telles que, par exemple, les alternateurs hy- drabnliquasil est habituel d'améliorer 1'évacuatiam de la chaleur due au passage du courant en refroidissant l'enroulement stato@ rique au moyen d'un liquide réfrigérant, par exemple, de l'eaux Â cet effet, les conducteurs de l'enroulement statorique sont pourvus de canaux de refroidissement qui sont alimentés par les conduites collectrices du liquide réfrigérant via des chambres à liquide agencées aux extrémités des barres d'enroulement.En outre, il est également connu d'inclure aussi dans ce circuit de réfrigérant la ligne de jonction entre les sorties de l'enroulement statorique et les bornes de raccordement de la machine (voir par exemple, le modèle d'utilité 1 972 568 déposé en République Fédérale d'Allemagne) A cet effet, la ligne de Jonction comporte des canaux de refroidissement débouchant, à chacune de leurs extrémités, dans une chambre à liquide par laquelle est alors réalisé le raccordement au circuit de refroidissement de l'enroulement statorique. Dans l'agencement connu, le liquide réfrigérant circule à contre-courant dans chaque ligne de jonction et la chambre à liquide agencée à la borne de branchement joue le rôle de chambre de renvoi.La présente invention a pour but de parvenir à une construction simplifiéèdes lignes de Jonction et da circuit du liquide réfrigérant. Dans le cas d'une machine électrique dont l'enroulement statorique est refroidi par un laquelle les lignes de Jonction entre les bornes de branchement de ladite machine et les sorties de l'enroulement statorique comportent des canaux de refroidissement à traJets parallèles qui, à chaque extrémité d'une ligne de jonction, débouchent dans une chambre à liquide, l'une de ces chambres étant en relation avec la sortie de l'enroulement statorique et l'autre avec la borne de branchement de la machine, ce résultat est atteint selon l'invention par le fait que chacune des lignes de jonction n'est parcourue que dans un seul sens par le liquide réfrigérant, et qu'à la sortie de la chambre à liquide se trouvant à la borne de branchement, le liquide réfrigérant passe dans un tuyau isolant conduisant - via une conduite de dé::vation qui est mise à la terre et qui traverse l'enveloppe de la machine - a une conduite collectrice desservant l'enroulement statorique. l'e retour, ou, selon le cas, l'admission du liquide réfrigérant s'effectue donc, via la conduite de dérivation mise à la terre, depuis les bornes de raccordement se trouvant à l'extérieur de l'enveloppe de la machine Jusqu'aux conduites collectrices situées à l'intérieur de cette enveloppe, avec l'avantage de disposer alors d'un espace suffisant pour le trajet d'isolement nécessaire entre les bornes de raccordement se trouvant sous tension et les conduites de dérivation mises à la terre.Le cas échéant, on peut mime, dans la mesure où le nombre de spires de l'enroulement statorique et les conditions de pression le permettet,-effectuer l'edmission ou, selon le cas, l'évacuation de réfrigérant àIlant aux conduites collectrices ou en revenant uniquement par l'intermédiaire de la conduite de déri ovation, de façon à éliminer tous les raccordements pour le ré réfrigérant dans la zone de la tête d'enroulement, ce qui, étant donné les tensions élevées régnant en cette zone, est particu-. lièrement intéressant. Afin de n'avoir à faire passer que deux conduites de dérivation au travers de la paroi de l-'enve- loppe, il est recommandé de relier plusieurs bornes de branchement avec leur tuyau isolé provenant des chambres à liquide par l'intermédiaire d'un tuyau commun de raccordement-, à la conduite de dérivation. Chacune des lignes de jonction entre les sorties de l'enroulement statorique et les bornes de raccordement de la machine n est alors plus parcourue que dans un seul sens par le liquide réfrigérant. Ces lignes de Jonct-ion peuvent donc être d'une construction simple, par exemple analogue à celle d'une simple barre d'enroulement, ou bien encore peuvent se présenter sous la forme d'un conducteur massif pour vu d'un canal de rafrodissement dont la section droite est di-- mensionnéepour offrir une résistance minimale à l'écoulement, ceci étant possible puisqu'il n'y a alors plus d'impératifs de nature électrique pour exiger la subdivision de la ligne de Jonction en conducteur-s partiels. D'autres caracteristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la-lecture de l'exemple non limitatif suivant décrit -en se référant à la figure unique qui représente schématiquement une forme de réalisation du dispo- sitif selon l'invention. Les barres 1 de l'enroulement statorique, d'un alternateur @@@@@@@@@@ refroidies par un liquide tel que, par exemple, de l'eau, parcourant les canaux de refroidi sement que comportent les barres 1, puis arrivant à une conduite collectrice 2 de liquide réfrigérant laquelle sert soit à l'amenée de ce liquide soit à son évacuation. Ces deux conduites collectrices 2 sont de conformation généralement annulaire et se trouvent devant la surface frontale 3 du paquet de tales 4 à l'intérieur de l'enveloppe 5 de la machine. Les lignes 6 de jonction, entre les sorties de l'enroulement statorique et les bornes 7 de branchement de la machine, sont, également incluses dans le circuit de réfrigérant de l'enroulement statorique. A,cet effet, les lignes 6 de Jonction comportent, de façon ena- logue aux barres 1 d'enroulement, des canaux de réfrigérant : toutefois, la subdivision des lignes 6 de Jonction en conducteurs partiels n'a pas & être aussi poussée que pour les barres 1 d'enroulement, puisque les lignes 6 de jonction ne passent que dans l'air ou ne traversent que la plaque 8 à bornes qui est en matière isolante, et ne sont pas disposées dans du f,er. Le raccordement des canaux de refroidi dissement (ceux existant dans les barres 1 d'enroulement formant les sorties de l'enroulement statorique) à ceux des lignes 6 de jonction s'effectue par l'intermédiaire d'une simple chambre à liquide conductrice du courant électrique. dans laquelle les conducteurs partiels des barres d'enroulement 1 et des lignes 6 de jonction sont angagés et soudés de façon étanche aux liqui des,, A l'autre extrémité des. lignes jonction, les canaux de refroidissement, non représentés, débouchent dans une deuxième chambre 10 à liquide qui est agencée sur la borne 7 de rac- cordment, Chacune de ces deux chambres 10 comporte une deuxiè me. sortie, 11, à laquelle est raccordée, dans chaque cas, un, tuyau isolant 12. Ce tuyau isolant 12 représente la Jonction à une conduite de dérivation métallique 13} mise à la terre, qui traverse l'enveloppe 5 de la machine pour être ensuite reliée, via des tuyaux isolés 14 à la conduite correspondante 2 o,ol- lectrice de réfrigérant,,,, Aux sorties de l'enroulement statorique, il n'y a donc pas de jonction directe entre les canaux de refroidissement des barres 1 d'enroulement et les conduites 2 collectrices du liquide réfrigérant, ce qui est avantageux puisque des tensions particulièrement élevées règnent dans cette zone de l'enroulement, et puisque l'on ne dispose, à l'intérieur de la tête d'enroulement, que de peu d'espace pour des moyens d'isolement.Par contre, l'espace à l'extérieur de l'enveloppe 5 de la machine, dans la zone de la plaque 8 à bornes, ou encore des bornes 7 de raccordement, n'est pas restreint, de telle sorte que la longueur des tuyaux isolants 12 peut être maintenue à une valeur suffisante pour équilibrer la différence de potentiel régnant entre les bornes 7 de raccordement et la conduite 13 de dérivation. Dans la zone des conduites 13 de dérivation sont, en outre, prévus des tubes 15 de branchement, chacun étant relié à plusieurs bornes 7 de branchement par l'intermédiaire de tuyaux isolants 12. I1 suffit ainsi de faire passer seulement deux conduites 13 de dérivation au travers de l'enveloppe 5 de la machine pour réaliser la Jonction aux deux conduites 2 collectrices du liquide réfrigérant. Cette amenée particulière du liquide réfrigérant, faite selon l'invention, depuis les sorties de l'enroulement statorique jusqu'aux conduites 2 collectrices de réfrigérant, par l'intermédiaire des lignes de jonction 6 et des bornes 7 de raccordement, permet de réduire dans la plus grande mesure possible l'importance des problèmes d'isolement aux différente points de connexion et de passage. REVENDICATI0NB 1. Machine électrique à enroulement statorique refroidi par un liquide dans laquelle les lignes de Jonction entre les bornes de branchement de la machine et les sorties de l'enroulement statorique comportent des canaux de refroidissement à trajets parallèles, lesquels canaux débouchent à chaque extrémité de la ligne de Jonction, dans une chambre à liquide, l'une de ces chambres étant reliée à la sortie de l'enroulement statorique et l'autre chambre à la borne de branchement de la machine, caractérisée par le fait que chacune des lignes de Jonction n'est parcourue que dans un seul sens par le liquide réfrigérant et qu'à la sortie de la chambre à liquide se trouvant sur la borne de branchement, le liquide réfrigérant passe dans un tuyau isolant conduisant - via une conduite de dérivation qui est mise à la terre et qui traverse l'enveloppe de la machine - à une conduite collectrice desservant l'en- roulement statorique. 2. Machine électrique selon la rew vendication 1, caractérisée par le fait que plusieurs tuyaux isolants sont à chaque fois reliés, via un tube de branchement commun, à ladite conduite de dérivation. 3. Machine électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que la conduite de dérivation est reliée à la conduite collectrice de liquide réfrigérant via des tuyaux isolants. 4. Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la ligne de Jonction consiste en un conducteur massif avec canal de refroidissement.