Brevet FR2249467A1 — publié le 19750523

L'invention concerne le support des têtes d'enroulement statorique d'une machine électrique tournante, et plus particulièrement d'un turbo-alternateur. Dans une machine électrique tournante, les barres conductrices, composées de portions droites dans le noyau statorique et de têtes d'enroulement faisant saillie hors du noyau statorique, sont l'objet d'un échauffement qui en provoque la dilatation et tend à éloigner les têtes d'enroulement du noyau statorique, en direction axiale. Un support des têtes d'enroulement doit donc pouvoir subir un certain déplacement axial par rapport au noyau statorique pour suivre le déplacement des têtes d'enroulement et éviter des contraintes exagérées dans les barres conductrices. On a déjà proposé, cet effet, de monter les supports des têtes d'enroulement sur des glissières portées par le noyau statorique, mais il peut en résulter une usure des parties glissantes et une imprécision dans l'ajustement des pièces. La présente invention se propose de permettre un déplacement axial des supports de têtes d'enroulement sans introduire de coulissement dans une glissière et en se basant sur un principe différent, qui est celui de la déformation élastique avec effet de rappel, dans une direction privilégiée (la direction axiale), d'éléments métalliques liés d'une part au noyau statorique et d'autre part aux supports de têtes d'enroulement. Pour cela, 1 1invention prévoit une disposition de support des têtes d'enroulement qui font saillie hors du noyau statorique d'une machine électrique tournante, comportant une pluralité de consoles en forme de plaques isolantes situées chacune dans un plan axial, réparties le long de la circonférence et prenant appui sur le noyau statorique tout en pouvant subir un déplacement axial par rapport à ce noyau statorique, et caractérisée en ce que chacune desdites consoles est fixée àùwnoyau statorique par l'intermédiaire de paires de lames métalliques, les deux lames d'une paire étantj au moins sensiblement, dirigées dans le sens tangentiel, placées dans un mème plan perpendiculaire à l'axe de la machine et disposées en face l'une de autre de part et d'autre d'une console, et chaque lame métallique comprenant, de part et d'autre d'une portion médiane, une première portion extrême fixée sur le noyau statorique et une deuxième portion extrême située à angle droit de la première et fixée sur une console. L'élasticité desdites lames métalliques est augmentée en donnant une épaisseur moindre à leur portion médiane qu'aux deux portions extrêmes. La portion médiane peut notamment être plusieurs fois moins épaisse que les portions extrêmes. L'élasticité de ces lames métalliques permet, lors de la dilatation des barres conductrices, de réduire à une faible valeur les contraintes de compression qui s'y développent. La disposition de support objet de l'invention est capable de résister aux efforts radiaux et tangentiels provoqués dans les têtes d'enroulement faisant saillie hors du noyau statorique par les forces alternatives d'excitation normalement ou exceptionnellement rencontrées dans le fonctionnement d'une machine électrique tournante, notamment d'un turbo-alternateur. Cette disposition présente, ainsi, la propriété d'introduire à la fois une élasticité maximale en direction axiale et une raideur maximale dans les directions radiale et tangentielle. Elle produit un calage approprié dans ces deux dernières directions, en même temps qu'une libre dilatation axiale des barres d'enroulement. Le matériau constituant lesdites lames métalliques doit être amagnétique et avoir une limite de fatigue élevée pour résister aux efforts alternés auxquels il est soumis. Il peut, par exemple, être en acier austénitique ou une fonte austénitique ou un alliage d'aluminium ou un alliage de titane. En se référant aux figures schématiques ci-jointes, on va décrire un exemple, donné à titre non limitatif, de mise en oeuvre de l'invention. La figure 1 représente une vue en perspective d'une portion de stator de machine électrique dans la région des têtes d'enroulement. La figure 2 représente une vue frontale partielle de la même région. La figure 3 représente une coupe axiale simplifiée d'une portion de stator de machine électrique dans la région des têtes d'enroulement. La figure 4 représente, en coupe partielle le mode de fixation des lames métalliques assurant l'élasticité axiale des consoles de support des têtes d'enroulement. Des têtes d'enroulement 1 de barres conductrices sont maintenues, par des moyens qui n'ont pas été représentés parce qu'ils sont classiques et ne font pas partie de l'invention, sur des supports constitués par des consoles 2 en un matériau isolant formé, par exemple, de fibres de verre et d'une résine époxyde. Entre les consoles 2 et les têtes d'enroulement i, on a inséré des anneaux isolants 3, 4, 5, en fibres de verre et résine polyester, par exemple. Les consoles 2 sont réparties sur toute la circonférence de la machine et elles sont portées par le noyau statorique, plus précisément par un plateau 6 de serrage du circuit magnétique non représenté. Chaque console 2 est fixée à ce plateau 6 par l'intermédiaire de deux paires de lames métalliques flexibles : 7 et 8 d'une part, 9 et 10 d'autre part. Ces lames flexibles comprennent une portion médiane 11 amincie, de 5 à 6 mm d'épaisseur par exemple, et des portions extrêmes 12 et 13, de 15 à 20 mm d'épaisseur par exemple, dans le cas d'un turbo-alternateur de très grande puissance. Leur hauteur peut être, par exemple, de l'ordre de 1.0 à 20 cm et la longueur de la portion médiane de l'ordre de 20 cm, par exemple, dans le même cas. La portion extrême 12 est fixée sur le plateau 6 par des vis 14, comme le montre la figure 4. Les portions 12 n'ont pas été plaquées contre le plateau 6, mais on a interposé un écran 15, et > entre cet écran 15 et le plateau 6, des distanceurs 16 qui améliorent le refroidissement en créant un passage pour fluide de refroidissement le long du plateau 6, selon un dispositif classique et qui ne fait pas partie de l'invention. La figure 4 montre aussi la fixation des portions extrêmes 13 des lames métalliques flexibles d'une même paire sur une console 2. Cette fixation s'effectue au moyen d'axes métalliques 17 filetés à leurs extrémités traversant la console 2 et les deux portions extrêmes 13 et recevant deux écrous 18 à leurs extrémités L'assemblage des lames métalliques flexibles aux consoles est ainsi effectué sans jeu, et l'on obtient, par conséquent, un ajustement précis de la position des consoles 2. REVENDICATIONS 1/ Disposition de support des têtes d'enroulement qui font saillie hors du noyau statorique d'une machine électrique tournante, comportant une pluralité de consoles en forme de plaques isolantes situées chacune dans un plan axial, réparties le long de la circonférence et prenant appui sur le noyau statorique tout en pouvant subir un déplacement axial par rapport à ce noyau statorique, et caractérisée en ce que chacune desdites consoles (2) est fixée au noyau statorique (6) par l'intermédiaire de paires de lames métalliques (7, 8) les deux lames d'une paire étant, au moins sensiblement, dirigées dans le sens tangentiel, placées dans un même plan perpendiculaire à l'axe de la machine et disposées en face lune de l'autre de part et d'autre d'une console, et chaque lame métallique comprenant de part et d'autre d'une portion médiane (11), une première portion extrême (12) fixée sur le noyau statorique et une deuxième portion extrême (13) située à angle droit de la première et fixée sur une console. 2/ Disposition de support selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite portion médiane (11) de chaque lame présente une épaisseur moindre que l'épaisseur desdites portions extrêmes (12, 13). 3/ Disposition de support selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que lesdites deuxièmes portions extrêmes (13) des lames d'une même paire sont fixées à une console (2) par des axes (17) filetés à leurs extrémités, traversant cette console et les deuxièmes portions extrêmes des deux lames de la paire considérée, et recevant un écrou (38) à chacune de leurs extrémités.