Brevet FR2275049A1 — publié le 19760109

La présente invention concerne les piles saillants de machines électriques synchrones et, plus particulièrement, de machines synchrones destinées à démarrer éventuellement en moteur asynchrone et comportant, à cet effet, un système amortisseur constitué par la zone superficielle de l'épanouissement polaire. Cette zone superficielle de chaque pôle est le siège d'une circulation de courants de Foucault pendant le fonctionnement asynchrone de la machine ; des connexions interpolaires permettent le passage de ces courants d'un pôle à l'autre. Cette zone superficielle subit un échauffement d'autant plus important que l'énergie à mettre en oeuvre pour amener le rotor au synchronisme est plus forte et que la durée du démarrage est plus courte. Dans le cas où les pôles sont entièrement massifs l'échauffement n'intéresse qu'unie faible épaisseur superficielle de chaque pôle, le reste du corps polaire conservant sa température initiale. Il s' ensuit des contraintes thermiques importantes qui limitent l'emploi de ce genre de pâle. La présente invention se propose de réduire fortement ces contraintes thermiques en donnant au corps polaire une déformabilité suffisante pour lui permettre de suivre plus librement les dilatations de la zone superficielle échauffée, Pour cela, l'invention prévoit un pôle saillant de machine électrique synchrone formant en un seul bloc un corps polaire radialement interne et un épanouissement polaire radialement externe, caractérisé en ce que l'épanouisse- ment polaire est massif tandis que le corps polaire est déformable et peut suivre les dilatations thermiques de l'épanouissement polaire. Le corps polaire peut notamment etre constitué par un empilement de tôles. Ces tôles peuvent être des tôles minces empilées axialement et serrées entre deux plaques polaires d'extrémité par des tiges de serrage. Elles peuvent également être des tôles épaisses réunies entre elles dans leur région radialement interne et présentant un évidement de faible profondeur s'étendant entre cette région radialement interne et I'épanouissement polaire de manière que l'empilement axial de ces tôles épaisses présente une certaine déformabilité dans le sens axial0 La déformabilité du corps polaire dans le sens tangentiel peut être obtenue par des fentes radiales s 'étendant de l'épanouissement polaire à des trous situés dans la région radialement interne des tôles, L'épanouissement polaire peut être formé en soudant les tôles les unes aux autres dans leur région périphérique, On peut aussi revêtir leur périphérie par une couche métallique obtenue, notamment, par dépôt à l'arc electrique par métallisation ou dépôt électrolytique. Ces divers modes de réalisation d'un épanouissement polaire peuvent être combinés et cet épanouisaement polaire peut être constitue de plusieurs couches différentes se succédant dans le sens radial. En se référant aux figures schématiques ci-jointes on va décrire des exemples de réalisation de l'invention, donnés à titre non limitatif qui permettront de faire ressortir d'autres caractéristiques de l'invention. La figure 1 est une coupe axiale d'un pôle saillant, La figure 2 est une coupe axiale partielle d'une variante de réalisation du pôle saillant de la figure 1. La figure 3 est une vue d'une t81e entrant dans la constitution du pôle saillant selon les figures I ou 2. La figure 4 représente une coupe axiale partielle d'un pôle saillant formé de tôles épaisses. Sur la figure 1 un corps polaire 1 est formé d'une manière classique d'un empilement axial de tôles 2 fines découpees à la presse et serrées les unes contre les autres, entre deux plaques polaires 3, par des tiges de serrage 4. A la périphérie de ce corps polaire, du côté du pôle qui bordera l'entrefer de la machine électrique lorsque le pôle sera monté sur celle-ci, on réalise une zone massive 5 constituant l'épanouissement polaire et jouant le rôle d'amortisseur. Ici, on a supposé que cette zone 5 était obtenue par soudage 20 des tôles 2 entre elles sur une certaine profondeur mais on pourrait aussi former cette zone 5 en rapportant une couche métallique sur le corps polaire 1. Le métal de cette zone massive 5 peut être différent de celui des tôles 2, la seule condition nécessaire etant de pouvoir le solidariser avec les tôles 2 pour former un ensemble monobloc. Les caractéristiques telles que l'épaisseur, la résistivité, le coefficient de dilatation ..., de cette zone 5 sont déterminées d'après des considérations électromagnétiques ou mécaniques. La déformation des tôles minces 2 permet à la zone 5 de se dilater axialement de façon libre, ce qui réduit fortement les contraintes axiales. Des connexions 6, 7 sont placées sous les extrémités axiales de I'épanouis- sement polaire 5,dans des logements 8, 9 obtenus du fait que l'empilement de tôles ne s'étend pas jusqu'aux extrémités axiales de l'épanouissement polaire. Sur la figure 1, ces logements 8, 9 ont été obtenus en utilisant des tôles d'extrémité 10, 11 plus courtes que les tôles normales 2 du corps polaire. Dans le cas de la figure 2, qui ne représente qu'une portion extrême du pôle saillant, de tels logements sont ménagés dans un évidement des plaques polaires 3. Ces connexions 6, 7 permettent une liaison électrique entre pôles voisins d'une machine électrique et elles peuvent être constituées simplement par deux couronnes reliant chacune l'ensemble de tous les pôles. La figure 3 montre une toile 2 avec un appendice 12 en queue d'aronde permettant la fixation de la tôle sur la jante d'un rotor. On a représenté en 5 la soudure ou la charge métallique qui forme une zone massive périphérique constituant l'épanouissement polaire. Pour éviter les contraintes tangentielles, ces tôles 2 peuvent être munies de fentes radiales 13 s'étendant de l'épanouisse- ment polaire 5 à des trous 14 situés dans la région radialement interne des tôles Ces trous 14 peuvent notamment servir au passage des tiges de serrage 4. Sur la figure 4, le corps polaire I est formé de tôles épaisses 15 réunies les unes aux autres par soudure par exemple dans leur portion radialement interne 16 et présentant une certaine souplesse axiale grâce à des évidements 17 pratiqués sur une fraction de l'épaisseur des tôles entre ladite portion radialement interne 16 et une portion radialement externe 18 où les tales 15 sont également soudées les unes aux autres pour former une partie de l'épanouissement polaire que l'on a supposé complété par un revêtement métallique 19. REVENDICATIONS 1/ Pôle saillant de machine électrique synchrone formant en un seul bloc un corps polaire radialement interne et un épanouissement polaire radialement externe, caractérisé en ce que l'épanouissement polaire (5) est massif tandis que le corps polaire (1) est déformable et peut suivre les dilatations thermiques de ltepanouissement polaire. 2/ Pôle saillant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps polaire (I) est formé d'un empilement de tôles (2, 15). 3/ Pôle saillant selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites tôles (2, 15) sont soudées les unes aux autres dans leur région périphérique (5, 18) pour former au moins une partie de l'épanouissement polaire massifs 4/ Pôle saillant selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites tôles (15) sont réunies entre elles dans leur région radialement interne (16) et présentent un évidement de faible profondeur (17) s'étendant entre cette region radialement interne et l'épanouissement polaire (18). 5/ Pôle saillant selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que lesdites tolets (15) portent à leur périphérie au moins un revêtement métallique (19) formant au moins une partie de l'épanouissement polaire massif. 6/ P8le saillant selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit revêtement métallique est un revêtement par dépôt à l'arc électrique. 7/ Pôle saillant selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit revêtement métallique est un revêtement par métallisation. 8/ Pôle saillant selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit revêtement métallique est un revêtement par dépôt électrolytique. 9/ P8le saillant selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que lesdites tôles comportent des fentes radiales (13) s'étendant de l'épanouissement polaire (5) à des trous (14) situés dans la région radialement interne desdites tôles. 10/ Pôle saillant selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits trous (14) sont traversés par des tiges (4) de serrage de l'empilement de tôles 11/ P8le saillant selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que l'empilement de tôles ne s'etend pas axialement sous l'épanouissement polaire (5) jusqu t aux extrémites axiales de celui-ci et ménage ainsi un logement (8, 9) sous les extrémités axiales de l'épanouissement polaire pour des connexions (6, 7) de liaison électrique avec d'autres pôles.