Brevet FR2208228A1 — publié le 19740621

La présente invention concerne les dispositifs collecteurs de courant de rotors de machines électriques fonctionnant à fortes intensités. On connait déja des dispositifs de ce genre qui comprennent des groupes de balais électriques munis de conducteurs flexibles et couplés en parallèle entre la barre collectrice et les bagues de contact tournantes; voir par exemple, "Les Turbogénérateurs" édition Energie, section de Léningrad 1967, pages 143-146. Dans les dispositifs de ce genre connu, la répartition du courant entre balais se fait essentiellement en fonction de la valeur de la résistance électrique du contact glissant des balais, qui varie dans des limites assez élevées. L'expérience montre que la valeur de la résistance des balais, qui sont identiques à première vue, est sensiblement différente et varie de façon aléatoire et sans contrôle dans le temps. En effet, les courants aux balais présentent des variations allant de 0,1 à 5,0 par rapport au courant moyen calculé au balai, ce qui empoche sensiblement l'utilisation efficace des dispositifs collecteurs de courant, entraine des crachements, l'usure rapide de certains balais et celle des bagues de contact. On sait que dans le contact glissant balai-bague se pro duit un processus d'ionisation, et et de ce fait, la chute de tension, dans ce contact glissant du balai , varie peu en fonction du courant au balai et atteint généralement 1 à 1,2 V quel que soit le courant au balai. Dans les balais actuellement employés, la résistance électrique d'ensemble de conducteur d'amenée de courant, d'armature et du balai même est faible afin de diminuer lieur échauffement, et la chute de tension dans ces éléments n'atteint que 1 à 10 % de la chute de tension totale au balai, c'est-à-dire entre la barre collectrice et les bagues de contact. Les 99 à 90 % restants de chute de tension, entre barre collectrice et bague, apparaissent dans le contact glissant du balai. La présente invention améliore le fonctionnement du dispositif collecteur de courant pour rotor de machine électrique, c'est-à-dire diminue les crachements dans le contact glissant du balai et réduit l'usure inégale des balais et bagues de contact. Le nouveau dispositif collecteur assure une répartition uniforme du courant entre balais électriques faisant partie du dispositif. Dans le dispositif collecteur de courant pour rotor de machine électrique comportant des balais électriques glissant sur des bagues de contact, des barres collectrices et des conducteurs d'amenée de courant reliant les balais électriques aux barres collectrices, selon l'invention la valeur ohmique de chacun des conducteurs d'amenée de courant est choisie pour rendre la résistance dudit conducteur d'amenée de courant compatible avec b résistance électrique dans le contact glissant du balai électrique, le courant de ce balai étant nominal. I1 est avantageux que, dans ce nouveau dispositif, les conducteurs amenant le courant aux balais soient en fil flexible d'acier, contenu dans des tubes élastiques isolants dans lesquels circule un liquide de refroidissement. I1 est possible également, que lesdits conducteurs d'amenée de courant soient constitués par un fil flexible de cuivre contenu dans un tube élastique isolant qui est connecté en série à un tube d'acier, ces tubes en matériau isolant et en acier étant traversés par un liquide de refroidissement. Relativement à un mode de réalisation classique, la résistance du conducteur d'amenée de courant est augmentée de 10 à 50 fois. La répartition du courant entre balais est alors déterminée essentiellement par la résistance fixe du conducteur amenant le courant au- balai et non pas par la résistance variable du contact glissant de ce balai. L'expérience a montré qu'avec de tels conducteurs d'amenée de courant, les courants aux balais couplés en parallèle varient entre 0,85 et 1,2 du courant moyen calculé au balai, ce qui améliore sensiblement le fonctionnement du dispositif collecteur, élimine les crachements, l'usure rapide de certains balais et celle des bagues de contact. L'augmentation de résistance des conducteurs amenant la courant aux balais conduit à une augmentation atteignant en pratique deux fois la chute de tension entre la barre collectrice et la bague de contact et aussi à une augmentation de plusieurs fois des pertes dans ces conducteurs d'amenée de courant. Ces pertes accrues interviennent peu dans le rendement global de la machine et sont compensées par une fiabilité plus élevée en service, de même que par une réduction d'usure des balais et des bagues de contact, sous condition d'évacuation intensive delta chaleur à partir de ces conducteurs d'amenée et de maintien de leur température à un niveau suffisamment bas pour ne pas affecter le fonctionnement des balais.Pratiquement, l'unique mode d'exécution acceptable des conducteurs à résistance électrique élevée, amenant le courant aux balais, doit comporter leur refroidissement par liquide. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la descrip tion détaillée qui va suivre d'un exemple préféré de réalisation et du dessin annexé dont la figure unique est une vue en élévation latérale du dispositif, selon l'invention, en partie coupé. Le dispositif représenté comporte une armature conductrice 1 et un balai 2. Une extrémité d'un conducteur flexible en cuivre 3 est fixée au balai 2, tandis que l'autre extrémité est connectée à la surface intérieure d'une extrémité d'un tube 4 en acier à résistance électrique élevée. L'autre extrémité du tube 4 est reliée à une barre collectrice 5. Le conducteur 3 d'amenée de courant est protégé par un tube élastique isolant 6, qui relie le tube 4 à un tube 7 de l'armature conductrice. Un liquide de refroidissement circule successivement par les tubes 7, 6 et 4 en évacuant la chaleur dégagée dans le conducteur d'amenée de courant et, en partie, dans le balai. Sur la figure est également représentée la fixation de la barre collectrice 5 à l'armature conductrice 1, à l'aide de boulons 8 et d'une plaque 9. La barre collectrice 5 est isolée de l'armature 1 par des cales 10 et douilles 11 isolantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif collecteur de courant pour rotor de machine électrique, constitué par des balais électriques glissants, des barres collectrices et des conducteurs d'amenée du coursant, reliant les balais électriques aux barres collectrices, ce dispositif étant caractérisé en ce que la valeur de la résistance ohmique de chacun des conducteurs d'amenée de courant est déterminée de sorte que la résistance dudit conducteur d'amenée de courant est compatible avec la valeur de la résistance électrique dans le contact glissant du balai électrique, le courant à ce balai étant nominal. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conducteurs amenant le courant aux balais électriques sont en fil flexible d'acier et sont contenus dans des tubes élastiques isolants dans lesquels circule un liquide de refroidissement. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conducteurs amenant le courant aux balais électriques sont constitués par un fil flexible en cuivre contenu dans un tube en matériau isolant élastique et un tube d'acier connecté en série à ce fil de cuivre, un liquide de refroidissement circulant dans les deux tubes.