Brevet FR2317795A1 — publié le 19770204

La présente invention se rapporte aux machines électriques et concerne, plus précisément, la construction des frettes pour la fixation de la partie frontale de l'enroulement des rotors des machines électriques, par exemple des turbo-alternateurs. Pour la fixation de la partie frontale de l'enroulement des rotors des machines électriques, en particulier, des turbo-alternateurs, on utilise généralement des frettes forgées d'une seule pièce. D'habitude, la frette forgée d'une seule pièce constitue une enveloppe cylindrique d'une épaisseur à peu près constante. Par l'une de ses extrémités, la frette est emmanchée sur le bord du tambour du rotor. Une bague de centrage est montée à l'autre extrémité de la frette, à l'intérieur de celle-ci. Avec le type de construction de frette le pluB répandu, on pratique un montage nommé montage de la frette en porte-à-faux, suivant lequel la frette est fixée, par son bord, sur le tambour de rotor, tandis que la bague de centrage n'est pas emmanchée sur l'arbre du rotor. I1 existe donc un jeu notable entre la surface intérieure de la bague de centrage et la surface de l'arbre du rotor. La frette est montée sur la bague de centrage et sur le tambour du rotor à force, à l'état chaud. L'assemblage de la frette avec la bague de centrage s'effectue au préalable en dehors du rotor, avant l'assemblage de l'ensemble de frette. Cette opération ne présente pas de difficultés technologiques. Par--contre, l'emmanchement de la frette (avec la bague de centrage) sur le tambour du rotor est une opération technologique très difficile. Cela s'explique par le fait que, pour fixer parfaitement la frette sur le tambour du rotor et pour assurer le serrage d'ajustement suffisant entre la frette et le tambour, il faut 'porter la frette à une haute température.La température de chauffage des bagues d'acier de frette de grands turboalternateurs est de l'ordre de 180 à 2300 C. I1 est surtout difficile de déposer les frettes en cas de nécessité du fait que, dans ce cas, une partie de la chaleur est transmise au tambour du rotor et à la bague de centrage. La pose et la dépose des frettes en alliages de titane nécessitent une température encore plus grande. A l'heure actuelle, l'alliage de titane est considéré comme un matériau plus convenable pour les frettes car il est léger et solide. Cependant, le module d'élasticité de l'alliage de titane est deux fois inférieur à celui de l'acier. De ce fait, le diamètre d'une frette en alliage de titane augmente pendant la rotation plus que celui d'une frette d'acier. C'est pourquoi une frette en alliage de titane montée sur le tambour d'un rotor nécessite un serrage plus fort qu'une frette en acier. De plus, le coefficient de dilatation linéaire de l'alliage de titane est, approximativement, deux fois moindre que celui de l'alliage d'acier, ce qui implique par conséquent une température plus élevée de chauffe d'une frette en alliage de titane, par comparaison avec une frette d'acier, même dans le cas où les serrages d'ajustement sont identiques.Il en résulte une augmentation de la température requise de chauffage des frettes en alliage de titane jusqu'à 5000 C approximativement, pour 180 à 200 C pour les autres frettes. De hautes températures de chauffe des frettes en alliages de titane et même en alliages d'acier, à leur pose sur le tambour du rotor et surtout en cas de dépose nécessaire des frettes, nécessitent non seulement l'exécution d'une opération technologique spéciale compliquée de chauffage des frettes, mais, ce qui est essentiel, sont dangereuses pour l'intégrité de l'isolation sous frette. Cet inconvénient constitue, en premier lieu, l'obstacle à l'introduction des frettes en alliages de titane légers. Pour diminuer la température de chauffe des frettes en titane, il a été proposé un tyne de frettes composites en titane et en acier, à deux couches et avec des intercalaires en acier. Avec ce type de frette, la réduction de la température de chauffe est obtenue gracie à l'extension de la pièce extérieure en titane par la pièce d'acier intérieure. De plus, une partie du titane est remplacée par de l'acier, ctest-à-dire que l'efficacité d' emploi du titane, comme matériau plus léger, se trouve reluite par rapport à une frette exécutée entièrement en titane. Enfin, malgré l'action extensive de l'acier, la température de chauffe des frettes composites reste quand même de 1,3 à 1 ,4 fois supérieure à celle des frettes en acier. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients indiqués ci-dessus des frettes de l'art antérieur et de réaliser une frette pour la fixation de la partie frontale de l'enrou- lement du rotor d'une machine électrique qui facilite le processus d'assemblage et augmente la sûreté de la construction. Ce but est atteint avec une frette pour la fixation de la partie frontale de l'enroulement du rotor d'une machine électrique, du type comprenant une enveloppe cylindrique entourant la partie frontale de l'enroulement du rotor et disposée en porte-à-faut sur la partie terminale du tambour de rotor, dans laquelle, suivant l'invention, ladite enveloppe cylindrique comporte un secteur aminci adhérant directement au tambour du rotor tandis qu'unie gorge intérieure circulaire assurant la flexibilité de ce secteur de l'enve- loppe cylindrique est ménagée dans ce secteur, au voisinage du bord du tambour. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront au cours de la description qui va suivre, faite en se référant au dessin unique annexé montrant, en coupe longitudinale, un mode de réalisation d'une frette pour la fixation de la partie frontale de l'enroulement du rotor d'une machine électrique. La frette suivant l'invention pour la fixation de la partie frontale de l'enroulement du rotor d'une machine électrique est constituée par une enveloppe cylindrique 1 ayant un secteur 2 de grande épaisseur et unnmecteur 3 de faible épaisseur. Sur le secteur 2 de grande épaisseur, la frette entoure la partie frontale 4 de l'enroulement du rotor, et sur le secteur 3 de petite épaisseur, le tambour 5 du rotor. La frette est disposée en porte-à-faux sur la partie terminale du tambour 5 du rotor et est emmanchée avec serrage sur le tambour 5 du rotor et sur la bague de centrage 6. La frette est emmanchée sur le tambour 5 du rotor à une certaine distance de la face du tambour 5, à pxomitité du bord libre de l'enveloppe mince 7, où cette enveloppe 7 a un diamètre réduit. Sur sa partie la plus longue de l'enveloppe 3, entre celui-ci et le tambour 5, il est prévu une encoche circulaire intérieure 5 assurant la flexibilité de l'enveloppe mince 3. La frette et la bague de centrage 6 sont maintenues contre tout déplacement longitudinal à l'aide de clavettes circulaires à fente 7 et 8. La diminution de la température requise de chauffage de la frette à sa pose sur le tambour 5 du rotor, surtout dans la zone de l'isolation sous frette, s'explique par deux facteurs 1 - Sur le secteur de petite épaisseur, la frette ne subit pas l'action des forces centrifuges de l'enroulement du rotor, du fait que l'enroulement sur ce secteur est maintenu par les cales du rotor (non représentées sur le dessin).C'est pourquoi, l'augmentation de diamètre, lors de la rotation du secteur 2, surtout à proximité du bord libre, n'est provoquée que par les forces centrifuges propres. De ce fait, le serrage d'ajustement requis est diminué, par rapport à une construction ordinaire de la frette, approximativement de 1,5 fois pour les frettes en acier et approximativement de 2,5 fois pour les frettes en alliage de titane. 2 - le chauffage de la frette, à sa pose sur le tambour 5 du rotor, peut être effectué sur le secteur 3 de petite épaisseur en limitant, de cette façon, le chauffage du secteur 2 de grande épaisseur et de l'isolation sous frette. il en résulte que la température de chauffe de la frette réalisée selon la construction proposée dans la zone de l'isolation sous frette peut ne pas dépasser 1000 C pour les frettes d'acier et 1500 C pour les frettes en alliages de titane. Cette température ne présente aucun danger pour l'isolation sous frette. Toutes les indications données ci-dessus pour la pose de la frette peuvent être également appliquées au processus de dépose de la frette. Revendication Frette pour la fixation de la partie frontale de l'enroulement du rotor d'une machine électrique, du type comprenant une enveloppe cylindrique disposée en porte-à-faux sur la partie terminale du tambour du rotor, caractérisée en ce que ladite enveloppe cylindrique comporte un secteur aminci adhérant directement au tambour de rotor et présente, dans la zone du bord du tambour, une gorge circulaire intérieure assurant la fléxibilité de ce secteur de l'enveloppe cylindrique.