Brevet FR2335979A1 — publié le 19770715

La présente invention se rapporte à un rotor d'une machine électrique à unités polaires. Un rotor d'une machine électrique, en particulier d'une machine synchrone de grande puissance, est normalement construit à partir de plusieurs composants principaux (arbre, moyeu, roue polaire, noyaux polaires, enroulement polaire). Dans le cas de machines spéciales, comme par exemple, des moteurs de tubes broyeurs à attaque directe, la partie intérieure, par exemple le broyeur, sert d'arbre et de moyeu. Roue polaire et piles sont la plupart du temps, exécutés sous forme de pièces indépendantes. Les pales sont fixés à la roue polaire par des boulons ou per des queues d'aronde. Dans le brevet Suisse ND 548.132 est décrite et représentée une solution constructive de ce genre.Selon cette forme d'exécution, chacune des paires de pôles élémentaires est fixée au moyen d'un pied de profil approprié, par exemple en queue d'aronde, qui s'introduit dans une échancrure correspondante de la couronne. La couronne est portée par des bras du corps de moyeu disposés radialement. Pour tenir compte du transport et du montage, la roue polaire doit être scindée en deux ou plusieurs parties. Pour les moteurs de tubes broyeurs, la roue polaire doit avoir une forme spéciale pour compenser les dilatations thermiques réparties inégalement sur la circonférence. Les frais de fabrication et de montage de ces pièces sont cependant très grands. A la base de l'invention se trouve en particulier la tâche de créer une disposition qui permette la fabrication du rotor à frais réduits et simplifie le montage du rotor. La tâche précitée est remplie selon l'invention, dans le cas d'un rotor du genre mentionné au début, en ce que les unités polaires munies d'enroulements, renferment au moins une plaque prolongée en direction de ltaxe du rotor, qui est assemblée mécaniquement directement au corps de moyeu du rotor. L'avantage de l'invention réside en particulier en ce que cette solution simplifie toute la construction du rotor. De même, le montage du rotor conforme à l'invention est plus simple et plus rapide que dans le cas des exécutions connues jusqu'ici. Avec cette construction du rotor, de petits intervalles définis prennent naissance entre les unités polaires. Les dilatations inégalement réparties sur la circonférence ne provoquent pas de contraintes mécaniques importantes. Selon une forme privilégiée de l'invention, les unités polaires ont la conformation d'unités multipolaires. Cette forme d'exécution réduit le nombre des éléments constitutifs, les avent- ges restent acquis. I1 y a avantage à exécuter les unités polaires sous forme de corps en t81e préserrés à partir de telles découpées â la presse et à les serrer chacune au moyen d'au moins un boulon traversant, lequel est fixé dans des plaques d'extrémité disposées sur les deux côtés des unités polaires. La solution précitée permet une technologie simple de fabrication des unités polaires. Selon d'autres formes d'exécution, les unités polaires sont constituées par des pièces compactes en acier ou par des plaques d'acier découpées au chalumeau assemblées par soudure.Ces solutions constructives permettent d'abaisser davantage les coûts de fabrication. Selon une mise en forme plus large, les unités polaires sont assemblées au corps de moyeu au moyen de cordons de soudure ou au moyen de boulons ajustés. L'avantage d'un assemblage par cordons de soudure réside en ce qu'on n'a besoin d'aucun perçage dans les pièces à assembler. L'åssemblage par boulons ajustés a pour avantage qu'un remplacement des unités polaires peut être exécuté' rapidement et avec des moyens simples. I1 est particulièrement avantageux d'assembler les unités polaires au corps de moyeu au moyen de boulons ajustés, munis d'au moins deux excentriques mobiles réciproquement orientables et/ou d'au moins un manchon délimité par une surface de révolution non parallèle à l'axe. Cette forme d'exécution permet de compenser des écarts dans les perçages. Sur le dessin sont représentés, simplifiés, des exemples d'exécution de l'objet de l'invention. On a représenté sur Figure 1, une première forme d'exécution de l'invention donnée en exemple, en vue de profil; Figure 2, la forme d'exécution de la figure 1, en vue de face; Figure 3, une deuxième forme d'exécution de l'invention donnée en exemple, en vue de face et partiellement en coupe; Figure 4, un détail du dispositif de fixation tiré des figures 1 à 3; Figure 5, une première forme d'exécution modifiée du détail de la figure 4, et Figure 6, une deuxième forme d'exécution modifiée du détail de la figure 4. Sur les figures 1 et 2, un enroulement est désigné par 1, une unité polaire par 2, une plaque de fixation par 3, des plaques d'extrémité par 4, un corps de moyeu par 5, des trous de fixation dans la plaque de fixation 3 par 6, et des trous de fixation dans le corps de moyeu 5 par 7. Sur les figures 3 à 6 les memes pièces sont pourvues des mêmes repères que sur les figures I et 2. Sur la figure 3, une unité multipolaire est désignée-par le repère 2', des encoches par le repère 8 et des cales d'encoche par le repère 9.Sur les figures 4 à 6, des manchons excentrés sont désignés par 10 et 11, un boulon ajusté par 12, les tétons filetés du boulon ajusté 12 par 12' et 12tel, des rondelles par 13 et 13', des écrous par 14 et 14t, des boulons ajustés sur les figures 5 et 6 par 15, l'excentrique des boulons ajustés 15 par 15', la partie ajustée des boulons ajustés 15 par 15t' et le téton fileté des boulons ajustés 15 par 15t '. Une tête du boulon ajusté 15 de la figure 5 est désignée par le nombre 15"", Sur la figure 6, les nombres 16 et 17 représenten-des manchons à surfaces de révolution non parallèles à laye, et des bagues en forme de coin sont désignées par le nombre 18. Les figures 1 et 2 représentent une forme d'exécution donnée en exemple. L'unité polaire 2 est exécutée sous forme d'un corps préserré constitué par des tôles découpées à la presse. Le corps en tôle est serré au moyen de boulons traversants invisibles sur ces dessins, qui sont fixés dans les plaques d'extrémité 4. Dans le plan médian de l'unité polaire 2 est disposée la plaque 3, qui est prolongée en direction de l'axe du rotor. Elle est pourvue des trous de fixation 6 auxquels correspondent les trous de fixation 7 du corps de moyeu 5. L'unité polaire 2 porte l'enroulement 1. Le deuxième exemple de la figure 3 représente une forme d'exécution à ynités multipolaires 2'. Selon cette mise en forme, ltenroulement rst disposé dans les encoches 8 et maintenu par les cales d'encoche 9. Les autres caractéristiques constructives correspondent à celles qui ressortent des figures 1 et 2. La figure 4 représente une disposition avantageuse d'assemblage de la plaque de fixation 3 et du corps de moyeu 5 au moyen d'un boulon ajusté 12. Cette disposition est particulièrement avantageuse lorsque les axes de trous d'assemblage dans les pièces 3 et 5 sont décalés l'un par rapport à l'autre, les perçages sont toutefois exécutés perpendiculairement aux surfaces des pièces 3 et 5. Les perçages ont le même diamètre. Dans les perçages, se trouvent des manchons excentrés 10 et 11 qui sont décalés l'un par rapport à l'au- tre de telle sorte que leurs perçages se recouvrent exactement. Dans ces perçages, se trouve le boulon ajusté 12, dont les extrémités ont la forme de tétons filetés 12', 12" sur chacun desquels une rondelle 13, 13' est enfilée et un écrou 14, 14' vissé. La figure 5 représente une modification de la forme d'exécution donnée en exemple sur la figure 4. Le boulon ajusté 15 forme une seule pièce avec l'excentrique 15'. Il suffit donc d'un manchon excentré 11, qui est monté sur la partie ajustée 15". Le boulon ajusté 15 comprend en plus le téton fileté 15''' qui est muni de l'écrou 14 et de la rondelle 13, et la tête 15'li'. Le boulon ajusté 15 avec son excentrique 15' et le manchon excentré 11 sont décalés l'un par rapport à l'autre de telle sorte que la partie ajustée 15" s'emboîte dans le perçage du manchon excentré 11. La figure 6 représente la plaque de fixation 3 et le corps de moyeu 5, dont les perçages ne sont pas seulement décalés l'un par rapport à l'autre, mais aussi sont orientés suivant des angles différents par rapport à la fente de séparation. Dans le perçage de la plaque de fixation 3 se trouve un manchon 16 dont la surface de révolution n'est pas parallèle à l'axe; dans celui-ci est logé un autre manchon 17 dont la surface de révolution n'est pas parallèle à l'axe. Dans le perçage du manchon 17 est monté le manchon excentré 11. Les manchons 16, 17 sont décalés l'un par rapport à l'autre de telle sorte que les axes des perçages du manchon intérieur 17 et de la plaque de fixation 3 sont parallèles.Dans le manchon excentré 11 et dans le perçage du corps de moyeu 5 se trouve le boulon ajusté 15 qui comporte ltexcentrique 15', la partie ajustée centrale 15" et à chacune des extrémités, un téton fileté 15"'. Le boulon ajusté 15 et le manchon excentré 11 sont décalés l'un par rapport à l'autre de telle sorte que l'excentrique 15' s'emboîte dans le perçage du corps de moyeu 5. Sur chacun des tétons filetés 15"' sont enfilées une rondelle 13, 13' et deux bagues 18 en forme de coin, et est vissé un écrou 14, 14'. L'objet de l'invention ne se limite pas, bien entendu, à ce qui est représenté sur le dessin. Ainsi, à la place de la plaque de fixation 3, une ou plusieurs tôles assez épaisses pourraient aussi être utilisées, les unités multipolaires pourraient aussi comprendre un autre nombre de pôles, ou les intervalles entre les unités multipolaires pourraient se trouver à un autre endroit. La fixation des unités polaires peut aussi être exécutée d'une autre manière, par exemple au moyen de cordons de soudure ou au moyen d'une combinaison de boulons et de cordons de soudure. -REVENoICATIONS - 1.- Rotor d'une machine électrique à unités polaires, carac térisé en ce que les unités polaires (2, 2t) munies d'enroulements (1) renferment au moins une plaque (3) prolongée en direction de l'axe du rotor, qui est assemblée mécaniquement, directement au corps de moyeu (5) du rotor. 2.- Rotor selon revendication 1, caractérisé encre que las unités polaires ont la conformation d'unités multipolaires (2'). 3.- Rotor selon revendication 1, caractérisé en ce que les unités polaires (2, 2') sont exécutées sous forme de corps en tôles préserrés à partir de tales découpées à la presse, et sont serrées chacune au moyen d'au moins un boulon traversant, lequel est fixé dans les plaques d'extrémité (4) disposées sur les deux côtés des unités polaires (2, 2'). 4.- Rotor selon revendication 1, caractérisé en ce que les unités polaires (2, 2') sont constituées par des pièces d'acier compactes. 5.- Rotor selon revendication 1, caractérisé en ce que les unités polaires (2, 2') sont constituées par des plaques d'acier découpées au chalumeau et soudées ensemble. 6.- Rotor selon revendication 1, caractérisé en ce que les unités polaires (2, 2') sont assemblées au corps de moyeu (5) au moyen de cordons de soudure. 7.- Rotor selon revendication 1, caractérisé en ce que les unités polaires (2, 2') sont assemblées au corps de moyeu (5) au moyen de boulons ajustés. 8.- Rotor selon revendication 7, caractérisé en ce que les unités polaires (2, 2') sont assemblées au corps de moyeu (5) au moyen de boulons ajustés (12, 15) qui sont munis d'au moins deux excentriques mobiles réciproquement orientables (10, 11; 15', 11) et/ou d'au moins un manchon (16, 17) délimité par une surface de révolution non parallèle à l'axe.