Brevet FR2297511A1 — publié le 19760806

L'invention concerne un rotor de machine electrique et plus particulieresent d'alternateur de grande puissance. On sait que les rotors de turbo-alternateurs sont des rotors lisses mimis d'enroulements disposes dans des encoches fraisees dans la masse du rotor. Ces rotors necessitent des pieces de forge importantes et de longues opérations usinage. On connaît d'autre part les limites de vitesse des rotors à pôles saillants, ainsi que les fortes contraintes auxquelles ils sont soumis du fait de l'encastre- ment des pôles dans la masse du rotor. On a trouve, suivant la presente invention, qu'il était possible de realiser des rotors d'un type hybride entre les rotors lisses connus jusqu'ici et les rotors à pôles saillants, et de profiter, ainsi, des avantages d'utilisation des rotors lisses tout en evitant les inconvénients de fabrication des rotors lisses classiques. Pour cela, l'invention prévoit un rotor de machine electrique comprenant un noyau cylindrique massif à la peripherie duquel sont installés des masses polaires et un enroulement electrique dispose entre les masses polaires, caracterise en ce qu'unie frette magnétique est montée sur l'ensemble des masses polaires et de l'enroulement electrique et serre cet ensemble contre le noyau cylindrique massif. La frette asagnetique, qui pourrait aussi Itre constituez par une pièce annulaire ou plusieurs pieces en acier amagnetique, est avantageusewlent formez par un materiau filamentaire illQregne d'une resine synthetique, enroule autour de l'ensemble des masses polaires et de l'enroulement electrique. Ce matériau filamentaire est de preference enroule a fils croisés pour obtenir une plus grande homogeneite des propriétés mecaniques de la frette. L'enroulement électrique peut notaient se composer de bobines électriques enrobées dans une résine synthétique et moulées. L'espace compris entre ledit noyau cylindrique massif et ladite frette amagnétique et non occupe par les masses polaires et ltenroulement électrique est rempli par un matériau isolant, de sorte que l'ensemble est fortement maintenu en place. Les masses polaires n'ont pas a être encastrées profonde-sent et maintenues radialement dans le noyau cylindrique puisqu'elles sont soutenues par la frette amagnétique contre les efforts centrifuges, mais elles sont guidées dans des rainures, de direction générale axiale, du noyau cylindrique, de naniere à éviter tout déplacement circonférentiel dans la transmission du couple wteur. Comme la partie active du rotor forme un ensemble fermé, le refroidissement en est effectué par circulation de fluide caloporteur dans des canaux creux formés dans les conducteurs de l'enroulement électrique, le fluide caloporteur arrivant et repartant dans des passages axiaux ménagés dans le centre de l'arbre du rotor et étant distribué à ces canaux par des boîtes de distribution isolantes placées sous les bobines. 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 I est une coupe transversale d'un rotor dtalternateur, suivant la ligne 1-1 de la figure 2. La figure 2 est une coupe longitudinale d'un rotor d'alternateur, suivant la ligne 2-2 de la figure 1. La figure 3 représente une coupe axiale partielle d'une portion de rotor dans la région des têtes de bobine. La figure 4 représente une vue partielle frontale dune portion de rotor. Sur les figures l et 2, a la périphérie d'un noyau cylindrique massif 1, ont été montées des masses polaires 2 munies d'un ténon a section rectangulaire 3 qui entre dans une rainure 4 ménagée dans le noyau l. Ce tenon 3 s'oppose au déplacement circonférentiel de la masse polaire 2 à laquelle il appartient, mais il nta pas à maintenir celle-ci en direction radiale. Chaque masse polaire 2 est entourée d'une bobine d'enroulement nt électrique 5 moulée dont les têtes 6 et 7 sont visibles sur la figure 2.L'ensemble des masses polaires 2 et des bobines d'enroulement 5 est serré contre le noyau l par une frette 8 fabriquée sur place, par enroulement sur cet ensemble de fibres de verre imprégnées d'une résine synthétique. Les fibres de verre ont de préférence des inclinaisons distinctes dans les couches successives. La frette 8 retient, à ses extrémités axiales des plateaux frontaux de centrage 9 classiques. Les espaces libres compris entre le noyau 1 et la frette 8 sont remplis par une résine synthétique qui, après polymérisation, forme un bloc compact dans lequel l'enroulement se trouve solidement maintenu. Les figures 3 et 4 sont des vues à plus grande échelle d'une portion du rotor. Pour rendre ces figures plus lisibles, dans la figure 3 on a supprimé les parties droites de ltenroulement pour ne laisser apparaître que les têtes de bobine et, dans la figure 4 on a supprimé le plateau de centrage et les têtes de bobine. Les connexions électriques ntont pas été représentées. L'enroulement est refroidi par la circulation dsun liquide tel que de l'eau dans les conducteurs creux de l'enroulement. Ce liquide arrive dans deux tubes concentriques disposés au centre de l'arbre 10 du rotor. Le tube central 11 sert à l'amenée du liquide et le tube annulaire concentrique 12 sert à tion du liquide. Des conduits 13 et 14 relient respectivement le tube 12 et le tube 11, respectivement à des boîtes de distribution 15 et à des boîtes collectrices 16. Ces boîtes de distribution et ces boîtes collectrices sont reliées aux conducteurs creux de l'enroulement par un ensemble de tubes 17 s'etendant- entre l'extrémité frontale des masses polaires et les têtes de bobine. Ces boîtes de distribution et ces boîtes collectrices sont constituées en matériaux isolants et servent de séparateurs de potentiel. Un amortisseur électrique 18 est placé sous la frette 8. Les espaces 19 entre masses polaires et têtes de bobine et 20 entre parties droites des bobines et masses polaires sont remplis de résines synthétiques chargées soumises à un traitement de polymérisation de sorte que l'ensemble des masses polaires et de l'enroulement forme, avec le noyau cylindrique et la frette, un bloc rigidement assemblé. RFVENDICATIONS 1/ Rotor de machine électrique comprenant un noyau cylindrique massif à la périphérie duquel sont installés des masses polaires et un enroulement électrique disposé entre les masses polaires, caractérisé en ce qu'une frette amagnétique (8) est montée sur ensemble des masses polaires (2) et de ltenroulement électrique (5) et serre cet ensemble contre le noyau cylindrique massif (1). 2/ Rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite frette (8) est constituée par n lsenroulement d'un matériau filamentaire imprégné d'une résine synthétique. 3/ Rotor selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'enroulement électrique se compose de bobines électriques (5) enrobées dans une résine synthétique et moulées. 4/ Rotor selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'espace (19, 20) compris entre ledit noyau cylindrique massif (1) et ladite frette amagnétique (8) et non occupé par les masses polaires (2) et I'enronlement électrique (5) est rempli par une résine synthétique. 5/ Rotor selon la revendication 3 refroidi par circulation de liquide dans des canaux creux formés dans les conducteurs de l'enroulement électrique. caractérisé en ce que le liquide est distribué à ces canaux creux par des boîtes de distribution isolantes (15, 16) placées sous les bobines (5).