Brevet FR2260215A1 — publié le 19750829

Dans les machines électriques synchrones, il est bien connu de façonner sans pièce polaire, les pôles saillants du rotor qui portent l'enroulement d'excitation (Lfoeller-Werr "Leitfaden der Elektrotechnikn = Guide de ltélectrotechnique, vol. III, 3e édit. page 42). On obtient de ce fait un espace interpolaire de forme sensiblement rectangulaire, dans lequel les enroulements d'excitation peuvent être introduits de façon très simple dans le sens radial. Avec cette disposition connue, l'enroulement d'excitation remplit pratiquement complètement les espaces interpolaires et est maintenu par des cales de fermeture d'encoche.Ceci veut dire toutefois que la chaleur prenant naissance dans les enroulements, tout au moins dans la zone des espaces interpolaires, ne peut pas être évacuée à l'aide d'un refroidissement par l'air. Grâce à l'invention il devient possible, dans une machine electrique synchrone, de conserver l'avantage de l'insertion facile de l'enroulement d'excitation dans le sens radial, tout en obtenant malgré tout un refroidissement efficace de l'enroulement d'excitation par l'air. Pour atteindre ce résultat dans une machine électrique synchrone avec rotor à pâles saillants portent les enroulements d'excitation et façonnés sans pièce polaire, les bobines des enroulements d'excitation selon l'invention, se composent respectivement de conducteurs électriques plats, dont les faces larges courent parallèlement aux parois des pâles et qui, pourvus seulement d'fane isolation entreles spires, constituent un composant auto-porteur, ces bobines n'étant fixées que sur les faces frontales des- p8les par un support relié aux paies ou au corps du rotor.Les bobines de l'enroulement d'excitation acquièrent une grande rigidité par suite de l'enroulement des conducteurs plats sur leur arête étroite, de sorte qu'elles constituent un composant auto-porteur, pour lequel une fixation prévue respectivement sur les faces frontales des pôles uniquement, suffit amplement à le retenir pour autant qu'il s'agisse d'une machine électrique synchrone tournant lentement. Les bobines qui sont pourvues d'une isolation entre les spires, mais non pas d'une isolation extérieure, se trouvent ainsi parfaitement libresdans les espaces interp8laires, à l'intérieur desquels afflue l'air. De ce fait, on obtient une évacuation efficace du flux de chaleur apparaissant dans les bobines de la machine au cours du fonctionnement. Pour améliorer l'évacuation de la chaleur des bobines, il est en outre conseillé de façonner le support de fixation de telle sorte, qu'il maintienne les bobines à distance des faces latérales des pales. En outre, la surface libre dissipant la chaleur des bobines sur les faces frontales, peut encore être accrue d'une manière connue en soi, par le fait que les conducteurs plats constituant la bobine, présentent sur au moins unede leurs faces frontales un profil formant ailette de refroidissement. L'invention va être expliquée plus en détail à l'aide de l'exemple illustré par le dessin annexé, sur lequel la figure 1 est une vue en plan représentant schématiquement un p8le entouré par l'enroulement d'excitation ; la figure 2 est une coupe suivant II-II de la figure 1 la figure 3 est une coupe partielle fortement agrandie d'un détail de la bobine d'excitation. Dans le rotor 1 d'une machine électrique synchrone tournant lentement, les pôles feuilletés d'excitation 2 qui sont pourvus de plaques terminales 4 sur leurs faces frontales 3, n'ont pas de pièce polaire. De ce fait, tant les tales qui constituent le p81e 2 que les espaces interpolaires 5 sont de forme sensiblement rectangulaire. Ceci a pour avantage, que les enroulements d'excitation 6 entourant chaque p8le 2, peuvent Qtre montés- et démontés dans le sens radial de la manière la plus simple. Chaque enroulement 6 d'un po'le se cowpose de deux bobines 7 disposées l'une au-dessus de l'autre dans le sens radial et entre lesquelles se trouve une isolation 8. On obtient ainsi un nombre de spires plus élevé pour l'enroulement d'excitation 6, de sorte que le courant d'excitation nécessaire devient plus faible. Chaque bobine 7 est enroulée en conducteurs plats en cuivre de façon que les surfaces larges 10 des conducteurs-plats 9, courent parallèlement aux parois des pôles 2. Ceci veut dire que les conducteurs plats 9 sont enroulés sur leur arête étroite de sorte que, par suite de la réduction de leur hauteur, la résistance contre le bobinage n'est pas trop grande. Une grande rigidité en résulte, toutefois, pour la bobine, qui constitue ainsi un composant auto-porteur.En outre, entre chaque spire de conducteur plat, est intercalée une isolation 11 constituée par un support, par exemple une composition fibreuse genre papier en polyamide aromatique, pourvu d'une résine synthétique durcissable. Par le durcissement de cette résine synthétique contenue dans l'isolation 11, la rigidité de la bobine 7 s'en trouve fortement augmentée. Deux supports 12, respectivement disposés sur les faces frontales 3 du pôle 2, servent'à la fixation des deux bobines 7 qui se-trouvent l'une au-dessus de l'autre dans le sens radial. Chaque support se compose d'un socle 13 relié à la plaque terminale 4 et sur lequel est fixée une pièce porteuse 14 montée sur une entretoise 15. La largeur de la pièce porteuse 14 correspond à la largeur des bobines 7, dont celle qui est au dessous repose sur la pièce porteuse 14. Un ruban 16-enveloppe les faces latérales de la bobine 7 et est, de son cOté, fixé à la pièce porteuse 14. Comme les bobines 7 ne sont pourvues que d'une isolation 11, interc-alée entre les spires individuelles des conducteurs plats 9, mais non pas d'une isolation extérieure, une isolation 17 est encore disposée, entourant de l'extérieur les bobines 7, au-dessous des tôles 16 du support 12.Ces deux supports 12, qui ne sont disposés que sur les faces frontales 3 des pôles 2, suffisent avec les machines synchrones tournant lentement à la fixation mécanique de l'enroulement d'excitation. En pareil cas, la position du support 12 vis-à-vis des plaques terminales 4 est choisie de telle sorte, qu'entre les faces intérieures des bobines 7 et des pôles 2, un écart i8 demeure. Les bobines 7 de l'enroulement d'excitation 6, se trouvent donc complètement libres dans les espaces interpolaires 5, sans une quelconque isolation dans le courant d'air qui y circule. L'air évacue donc directement la chaleur développée dans les bobines 7 par le courant pendant le fonctionnement de la machine, à partir des surfaces libres des bobines 7 Pour augmenter la surface libre de refroidissement sur les cOtés frontaux, non en regard l'un de l'autre, des bobines 7 disposées radialement ltune au-dessus de l'autre, les conducteurs plats 9 peuvent être pourvus d'un profil formant ailette de refroidissement. Si l'enroulement d'excitation 6 n'est formé que d'une seule bobine 7, les ailettes de refroidissement 19 peuvent alors être prévues sur les deux faces frontales du conducteur plat 9. REVENDICATIONS 1. Machine électrique synchrone, en particulier à faible vitesse de rotation, avec rotor à pales saillants portant les enroulements d'excitation et façonnés sans pièce polaire, caractérisée par le fait que les bobines des enroulements d'excitation se composent respectivement de conducteurs électriques plats, dont les faces larges courent parallèlement aux parois des pôles et qui, pourvus seulement d'une isolation entre les spires, constituent un composant auto-porteur, les bobines n1 étant fixées que sur les faces frontales des pales par un support relié aux piles ou au corps du rotor. 2. Machine électrique synchrone suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que les bobines sont maintenues à distance des piles par le support. 3. Machine électrique synchrone suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le support se compose d'un ruban isolant envelop- pant respectivement les bobines. 4. Machine électrique synchrone suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le support est fixé aux plaques terminales des Pales. 5. Machine électrique synchrone suivant la revendication l, caractérisée par le fait que l'isolation entre les spires contient une résine synthétique durcissable, qui est durcie après la fabrication des bobines. 6. Machine électrique synchrone suivant la revendication l, caractérisée par le fait que les conducteurs plats des bobines présentent, sur au moins une face frontale, un profil formant ailette de refroidissement. 7. Machine électrique synchrone suivant la revendication 1 ou 6, caractérisée par le fait que chaque enroulement d'excitation se compose de deux bobines disposées isolées l'une au-dessus de l'autre dans le sens radial et fixées par un support commun sur les faces frontales des Pales.