Brevet FR2221841A1 — publié le 19741011

La présente invention concerne une machine électrique fermée à refroidissement périphérique. On connatt des machines électriques fermées dans lesquelles l'air enfermé dans la zone frontale d'enroulement statorique et les ailettes du rotor est brassé de manière intensive lors de sa rotation de façon que l'échange de chaleur entre les parties frontales de l'enroulement statorique et l'extérieur s'effectue à travers des plaques et une partie de l'enveloppe. Pour intensifier l'échange de chaleur pour ce type de machines, on prévoit des ventilateurs extérieurs destinés à aérer la plaque et l'enveloppe les plus proches. On connatt également des machines électriques fermées dans lesquelles une quantité invariable d'air enfermé à l'intérieur peut circuler d'un bout à l'autre. Ainsi on obtient un échange de chaleur entre l'air de refroidissement et la plus grande partie de la surface intérieure du corps de la machine, les températures de différentes zones intérieures de la machine étant ainsi plus ou moins égalisées. Cependant, ces machines électriques fermées présentent un inconvénient important, à savoir le non changement de l'air de refroidissement à l'intérieur de ces machines. I1 n'est donc pas amené de l'air frais (pour un niveau de protection prédéterminé) ce qui aurait intensifié le refroidissement des parties fermées de la machine et aurait augmenté ses qualités techniques et d'exploitation. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients et d'élaborer une machine électrique fermée à refroidissement de ses parties fermées au moyen d'air amené en continu de l'extérieur. Pour ce faire, la présente invention a. pour objet une machine électrique fermée comprenant un ensemble statorique constitué par des disques circulaires alternant avec ses disques non circulaires dans lesquels sont effectués quelques orifices, ledit ensemble statorique comportant une grille nervurée de ventilation formée des intervalles obtenus lors de la découpe des orifices dans les disques non circulaires. Le but de l'invention est atteint également en prévoyant des guides d'air comprenant des ouvertures circulaires concentriques à l'arbre de la machine, les parties supérieures desdits guides étant reliées de maniere étanche aux surfaces intérieures de supports de palier (F1, F2) leur parties inférieures enveloppant les parties frontales d'enroulement statorique étant reliées aux disques d'extrémité de l'ensemble statorique. Avantageusement, la Iargeur des fentes de la grille nervurée de ventilation est égale à l'épaisseur d'un disque circulaire. Un ventilateur extérieur est monté en outre sur l'arbre de la machine. De plus, les moitiés inférieures des guides d'air (B) sont reliées aux disques d'extrémité de l'ensemble statorique selon un segment de cercle circonscrit avec le rayon extérieur des disques circulaires. Un mode de réalisation de la présente invention est décrit ci-après à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels - la fig. 1 est une vue en coupe transversale de la machine conforme à l'inven tion, - la fig. 2 est une vue en coupe longitudinale selon la ligne a-a de la fig.l, - la fig. 3 est une vue en coupe longitudinale selon la ligne B-B de la fig. 1, - la fig. 4 représente un disque statorique non circulaire aux orifices, - la fig. 5 représente un disque circulaire statorique, - la fig. 6 est une vue latérale de la pale d'un ventilateur conforme à l'inven tion. L'ensemble statorique comprend plusieurs ensembles de disques circulaires (fig. 5) et plusieurs ensembles de disques non circulaires comportant quatre orifices dans les angles (fig. 4). Ainsi, on forme des canaux longitudinaux Kl, K2, K3, K4 (fig. 1, 2, 3) le long de quatre angles de l'ensemble statorique. Ces canaux comprennent des fentes disposées transversalement par rapport à l'axe de la machine. La dimension de ces fentes est déterminée de manière à assurer un certain niveau de protection contre la pénétration de particules venant de l'extérieur et dont la dimension est plus grande qu'une dimension admissible, par exemple 0,5 mm. Cette dimension peut être égale à l'épaisseur d'un disque circulaire intermédiaire. Les intervalles M1, M2, M3, M4 obtenus lors de découpage des orifices dans les disques non circulaires, forment une grille nervurée de ventilation. Des guides d'air B (fig. 2 et 3) sont reliés de manière étanche par ses parties supérieures aux surfaces intérieures de supports de palier F1 et F2 et par ses parties inférieures aux disques statoriques d'extrémité selon le segment extérieur des disques circulaires entourant les zones inférieures frontales du stator. Les guides d'air comprennent des ouvertures centrales circulaires concentriques à l'arbre de la machine et destinées à diriger l'air vers les pales frontales du ventilateur du rotor. Les pales du ventilateur représentées sur la fig. 6 sont conçues pour assurer une pénétration régulière de 11 air dans les canaux et une haute pression. Les guides d'air sont formés de manière à assurer des pertes aérodynamiques minimales. Les supports de palier Fl et F2 (fig. 2 et 3) coopèrent avec le contour extérieur des disques statoriques rectangulaires d'extrémité dans lesquels est monté l'arbre de la machine rendu étanche de manière adequate. Un ventilateur extérieur BB à aspiration axiale de l'air à travers la grille de l'enveloppe BK du ventilateur et à refoulement radial de l'air entre ledit ventilateur et le support de palier F1, est assujetti à l'arbre de la machine du côté opposé du bout d'arbre de sortie. Les grilles d'entrée sont destinées à arreter les particules volumineuses lors de l'aspiration de l'air frais afin de protéger le ventilateur, mais elles n'assurent pas le niveau nécessaire de protection de la machine. La ventilation est actionnée par la mise en marche de la machine et la mise en rotation du ventilateur extérieur BB. Ce ventilateur, indépendamment de sa direction de rotation, aspire de l'air frais dont une partie est refoulée dans des canaux inférieurs K1, selon le trajet 1-2 (fig. 2) et dont l'autre partie de l'air fracs se le trajet 1-8-9 envoyée sur l'arrière de l'écran avant F1, traverse les canaux entre la partie arrière du stator et le corps de la machine en les refroidissant et sort à l'extérieur de l'autre partie du corps. L'air refoulé du ventilateur extérieur Bu selon le trajet 1-2 étant stoppé au fond du canal 2 par la paroi P de l'écran F2, passe à travers la grille nervurée KP tout au long, penètre dans les canaux KL et les refroidit. Ici, l'air se divise en deux courants 3-4-5 dirigés par les. guides d'air correspondants B. L'air, sous l'action aspirante des pales du rotor profilées de manière adequate et indépendamment de la direction de rotation du rotor, pénetre à travers les ouvertures centrales concentriques des guides d'air et commence à tourbillonner très fort. Lors de ce tourbillonnement et de la pénétration continue d'air froid, les parties frontales réchauffées du stator se refroidissent de tous les côtés de manière intensive. L'air chauffé amené par les guides d'air B et les supports de palier F1 et F2 avec des pertes aérodynamiques minimales est rejeté alors sous l'action des pales du rotor dans les canaux supérieurs statoriques K3 selon le trajet 6-7.Ensuite, l'air chauffé passe à travers la grille KP des canaux K3, sous l'action d'éjection du courant axial de l'air refoulé par le ventilateur extérieur, selon le trajet 1-9, et est rejeté dehors selon le trajet 6-7-9. Ainsi, on obtient une circulation continue d'air frais selon les trajets 1-2-3-4-5-6-7-9, qui refroidit les parties intérieures chauffées de la machine électrique, ce qui a comme résultat une baisse de l'état d'exploitation de chaleur. Ceci permet de réaliser d'importantes économies de matériaux, tels que dinamotôle, conducteurs, aliage d'aluminium, matériaux isolants, métaux ferreux etc..., nécessaires- pour la construction de la machine, tout en conservant sa puissance ou en l'augmentant sensiblement, les dépenses matérielles et le poids restant les mêmes. La ventilation par air frais des machines électriques fermées peut être effectuée par aspiration d'air frais, non pas par son refoulement d'un ventila teur extérieur, mais à travers les grilles d'aspiration entourant les canaux inférieurs K1 tout au long (fig. 1 en bas à gauche et fig. 2 en bas) selon le trajet 1-3-4. La dépression à l'intérieur de la machine est créée par les ventilateurs intérieurs du rotor. REVENDICATIONS 1. Machine électrique fermee comprenant un ensemble statorique constitué par des disques circulaires alternant avec des disques non circulaires dans lesquels sont effectués quelques orifices, caractérisée en ce que l'ensemble statorique comprend une grille nervurée de ventilation (Kp) formée des intervalles (M1 ... M4) obtenus lors de la découpe des orifices (K1 ... K4) dans les disques non circulaires, et en ce que des guides d'air (B) comprennent des ouvertures circulaires concentriques à l'arbre de la machine, les parties supérieures desdits guides étant niées de manîère étanche aux surfaces intérieures des supports de palier (Fl, F2), leurs parties inférieures enveloppant les parties frontales d'enroulement statorique étant reliées aux disques d'extrémité de l'ensemble statorique. 2. Machine électrique fermée, selon la revendication 1, caractérisée en ce que la largeur des fentes de la grille nervurée de ventilation (KP) est égale à l'épaisseur d'un disque circulaire. 3. Machine électrique ferrée, caractérisée en ce qu'un ventilateur extérieur est monté sur l'arbre de la machine. 4. Machine électrique fermée, caractérisée en ce que les moitiés inférieures des guides d'air (B) sont reliées aux disques d'extrémité de l'ensemble statorique selon un segment de cercle circonscrit avec le rayon extérieur des disques circulaires.