Brevet FR2368820A1 — publié le 19780519

L'invention se rapporte aux machines électriques et, plus précisément, aux dispositifs pour la connexion des enroulements des rotors d'un générateur et d'une excitatrice. Elle est adaptée à la connexion des conducteurs du rotor de l'excitatrice et des enroulements d'excitation des générateurs synchrones, à système d'excitation sans balais. Dans la construction traditionnelle pour l'amenée du courant redressé, de l'excitatrice jusqu'à l'enroulement d'excitation du rotor d' un générateur, on monte sur l'arbre du rotor des bagues collectrices, reliées aux sorties de l'enroulement de potentiel correspondant, et le courant est amené aux bagues par des balais, glissant sur les bagues, à partir de l'enroulement de courant alternatif de l'excitatrice, à travers des redresseurs stationnaires placés dans le corps de l'excitatrice. Au fur à mesure de l'augmentation de la puissance du générateur, la transmission d'un courant d'excitation plus élevé à travers le contact glissant dans l'enroulement d'excitation du générateur devient de plus en plus difficile, car, en cas de grandes densités de courant, il faut compliquer la construction des bagues de contact, dans le but de leur assurer un refroidissement plus intense et de perfectionner la construction de la couronne porte-balais pour assurer le remplacement rapide de ces balais au cours de la rotation du rotor et la sécurité de l'entretien. En plus, pour des raisons diverses, la répartition du courant passant par les balais est irrégulière et les balais, plus chargés en densités de courant, se mettent rapidement en panne. Pour cette raison, ces dernières 15 à 20 années, on a commencé à construire des dispositifs pour la transmission du courant redressé du rotor de l'excitatrice au rotor du générateur. A cet effet, l'excitatrice comporte un enroulement de courant alternatif et des redresseurs tournant sur le rot or. Bes sorties - organes de contact - des enroulements des rotors du générateur et de l'excitatrice sont amenées en face des arbres de rotors et, lors de l'accouplement des arbres des rotors, disposés coaxialement, elles sont mises en connexion. Selon ce principe, ces dernières années, on a réalisé quelques variantes de connexion des enroulements. On contact un dispositif pour la connexion des enroulements des rotors d'un générateur et de son excitatrice, dans lequel les organes de contact des enroulements des rotors du générateur et de l'excita- trice sont montés sur des faces des arbres. Pour leur connexion, au cours de l'accouplement des arbres, on dispose dans des logements des faces des arbres des contacts de raccordement. Cette construction comporte un grand nombre d'organes. Sa fabrication et son montage sont difficiles. On cannait aussi un dispositif pour la cpnnexion des enroulements des rotors d'un générateur et de son excitatrice, dans lequel, sur les faces des arbres, sont montées des rondelles conductrices auxquelles sont connectées les sorties des enroulements des rotors. On connaît également un dispositif pour la connexion des enroulements des rotors d'un générateur et d'une excitatrice, dans lequel les organes de contact des enroulements des rotors montés sur les faces des arbres, sont courbés à angle droit et sont fixés. Dans un autre dispositif, les organes de contact sont courbés à angle droit et sont poussés par des ressorts montés axialement du c8té de l'arbre. Dans les dispositifs décrits ci-dessus, lors de la rotation des rotors le matériau des organes de contact devient fluide sous l'ac- tion des forces radiales centrifuges, et il peut se produire un affai plissement des contacts. En outre, entre les faces des arbres il y a un jeu, pour permettre une poussée axiale lors de l'arrêt du générateur, mais, en méme temps la diminution de la pression provoque un affaiblissement de l'accouplement des arbres, l'un à l'autre. Bien que cette disposition assure la poussée axiale des organes de contacts, lors de la rotation des rotors, pourtant elle comporte encore un grand nombre d'organes et son montage reste difficile. Dans un dispositif connu pour la connexion des enroulements des rotors d'un générateur et d'une excitatrice, les organes de contact sont en forme de cônes qui s'élargissent dans le sens radial, vers l'axe géométrique de l'arbre, et dépassent radialement sur les faces des arbres des rotors. Entre les organes de contact est interposé un coin conducteur, présentant des propriétés élastiques dans le sens axial. lors de la rotation des rotors, le coin s'enfonce, sous l'action de la force centrifuge, entre les sorties des enroulements et provoque la poussée axiale, ce qui assure le contact parfait entre ce coin et les organes de contact.En plus cette construction n'exige qu'un organe, coin conducteur..Pour l'obtenir de bonnes caractéristiques d'exploitation, le coin et les organes de contact coniques doi vent etre usinés avec précision et le processus 'usinage est assez compliqué et peu productif. L'invention a pour but de réaliser un dispositif assurant un contact électrique parfait, qui soit d'une construction suffisamment simple, dans laquelle les organes contact se joignent immédiatement l'un à l'autre, les surfaces de contact sont plus importantes et la force centrifuge est utilisée elle aussi, l'asserlblage du dispositif étant plus simple grâce à L'emploi de moyens technologiques. te problème posé est résolu par le fait qu'un dispositif pour la connexion des enroulements des rotors d'un générateur et d'une excitatrice , comportant au moins un organe élastique, qui assure la liaison des surfaces de contact de l'organe de contact du rotor du générateur et de l'organe de contact du rotor de ltexcitatrice et est placé dans l'arbre du rotor du générateur ou de l'excitatrice, comprend suivant l'invention, une pièce d'appui fixée dans un orifice central de l'arbre, portant l'organe élastique, les organes de contact étant montés à recouvrement avec leurs surfaces de contact perpendiculairement au rayon de l'arbre et étant appliqués, l'une contre l'autre, par l'organe élastique monté à proximité de l'axe géométrique de l'arbre, dans un logement pratiqué dans la pièce d'appui. Il est avantageux que l'organe élastique soit constitué par un ressort en forme de disque bombé. Il est avantageux aussi que l'arbre dans lequel est placé l'organe élastique, comporte, du côté des organes de contact, un orifice technologique radial, dans lequel est vissé un boulon de poussée de l'organe élastique vers l'axe géométrique de 1' arbre, au cours de 1'assemblage, et que les organes de contact comportent des rainures longitudinales, placées, au cours du montage, au-dessous de l'orifice technologique. Les autres buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée ci-dessous faite avec référence aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig. 1 représente un dispositif pour la connexion des enroulements des rotors d'un générateur et d'une excitatrice, suivant l'invention, en coupe longitudinale. - la Pig. 2 représente le même dispositif, en coupe transversale; - la Fig. 3 montre la liaison des extrémités des organes de contact, selon l'invention; - la Fig. 4 représente un dispositif de connexion avec boulon technologique, en coupe transversale, selon l'invention. Le dispositif pour la connexion des enroulements des rotors d'un générateur et de son excitatrice comporte un arbre 1 (fig.l) du rotor du générateur et un arbre 2 du rotor de l'excitatrice, dont les bouts sont réunis à l'aide de manchons 3 et 4. A l'intérieur des arbres 1 et 2 sont montés des organes de contact 5 et 6 ayant des surfaces de contact 7 et 8 respectivement. tes organes de contact 5et 6 se recouvrent de sorte que leurs surfaces de contact 7 et 8 s'appliquent l'une sur l'autre. Dans l'arbre 2 du rotor de l'excitatrice est ménagé un évidement central 9, qui reçoit une pièce d'appui 10. Dans la pièce d'appui 10 est pratiqué un logement 11, dans lequel est placé un organe élastique 12 constitué par un ressort en forme de disque bombé creux. Des joints isolants 13 et 14 sont interposés entre l'organe élastique 12 et l'organe de contact 5. Dans le joint 14, est percé un orifice 15. Dans la pièce d'appui 10 (Fig. 2) est pratiqué un canal axial 16, traversé par des conduites 17 d'agent de refroidissement. Un orifice 18 est taraudé dans le manchon 4. Un orifice 19 est percé dans l'arbre 2 du rotor de ltexcitatrice. tes organes de contact 5 et E sont munis de rainures longitudinales, 20 et 21 respectivement. A l'état assemblé, les orifices 18, 19 et 15 sont disposés coaxialement alors que les rainures 20 et 21 se trouvent sous 11 orifice 19 et au-dessus de l'orifice 15. La Fig. 3 montre la forme des rainures 20 et 21 des organes de contact 5 et 6, respectivement. La Fig. 4 représente une variante selon laquelle un boulon 22 de poussée de l'organe élastique 12 vers l'axe géométrique de l'ar bre 2, est vissé dans le passage formé par les orifices 1F, 19, 15 et les rainures 20 et 21. lors de la rotation des arbres 1 et 2 des rotors du générateur et de ltexcitatrice, les forces centrifuges et l'effort de poussée de 11 organe élastique 12 agissent sur les organes de contact 5 et 6 et leurs surfaces de contact 7 et 8 s'appliquent étroitement l'une contre l'autre. De la sorte, on assure un contact électrique parfait obtenu par la combinaison de l'action des forces radiales centrifuges et de l'effort radial de l'organe élastique 12. Pour l'assemblage du dispositif, on visse le boulon 22 dans le passage formé par les orifices 18, 19 et 15 et par'la rainure 21. te boulon 22 bute contre le joint isolant 13 qui agit, à son tour, sur l'organe élastique 12, en le poussant vers l'axe géométrique de l'arbre 2. Ensuite on introduit, dans l'espace formé, l'organe de contact 5, dont la rainure 2G entoure le boulon 22. Puis, on dévisse le boulon 22. es forces élastiques de l'organe élastique 12 agissent dans le sens radial et les organes de contact 5 et 6 s'appliquent étroitement l'un sur l'autre. Dans 11 orifice 18, on visse un bouchon (non représenté sur les dessins), qui sert de balourd pour le rotor. De la sorte, le dispositif ne comprend qu'un organe élastique, par exemple, un ressort en forme de disque creux et une pièce d'appui, ce qui rend sa conception simple et sa fabrication facile. - REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour la connexion des enroulements des rotors d'un générateur et d'une excitatrice, comportant au moins un organe élastique qui assure la liaison des surfaces de contact d'un organe de contact du rotor du générateur et d'un organe de contact du rotor de l'excitatrice et est monté dans l'arbre de l'un des rotors du générateur et de l'excitatrice, caractérisé par le fait qu'il comprend une pièce d'appui, fixée dans un évidement central de 11 arbre portant l'organe élastique, des organes de contact montés à recpuvre- ment et ayant des surfaces de contact perpendiculaires au rayon de l'arbre, et appliquées l'une contre l'autre par l'organe élastique qui est monté, entre elles et l'axe géométrique de l'arbre, dans un logement de la pièce d'appui. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'organe élastique est constitué par un ressort en forme de disque. 3Q - Dispositif, suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que l'arbre contenant l'organe élastique, comporte un passage radial, dans lequel est vissé un boulon de poussée de l'organe élastique vers l'axe géométrique de l'arbre, au cours de l'assemblage, et en ce que les organes de contact comportent des rainures longitudinales placées lors de l'assemblage, sous le passage radial.