Brevet FR2425752A1 — publié le 19791207

La présente invention concerne un moteur électrique muni d'un ventilateur double formant échangeur thermique incor poré. Lors de la transformation de l'énergie électrique en énergie mécanique, une partie de l'énergie électrique fournie est transformée en chaleur, qulil faut évacuer, pour maintenir dans les limites admissibles la température des différentes pièces du moteur. L'évacuation de la chaleur se fait par des circuits de refroidissement dont l'efficacité a une influence décisive sur l'économie d'utilisation et donc sur les cotes du moteur. Dans les moteurs à refroidissement superficiel, la capacité d'évacuation thermique, en régime permanent, dépend des résistances thermu.ques internes et externes. Pour la transmission thermique de l'air interne chaud (v1) à travers le carter agissant comme paroi de séparation (épaisseur S, conductibilité thermique ) ) à l'air forid de refroidissement (v2) on a l'équation Q = k . A (#1 - #2) Le coefficient de transmission thermique k . A rapporté à la surface du carter A se calcule à partir de c'est-à-dire de trois éléments, à savoir 1) Transmission thermiquede l'air chaud intérieur à la surface de la paroi intérieure &alpha;i . A.) 2) Conduction thermique å travers la paroi (2 ) et 3) Transmission thermique de la surface de la paroi extérieure à l'air de refroidissement (ck a .Aa) Les mesures que l'on peut en pratique prendre pour réduire la résistance thermique sont donc d'agrandir les surfaces de refroidissement, par exemple au moyen de nervures, d'accrof- tre la conductibilité thermique par changement de matériau, dlaccrotWre les coefficients de transmission thermique aux surfaces de refroidissement, par exemple par accroissement de la vitesse de l'air. il est connu que les- motewrs en exécution fermée, par exemple dans le type de protection IE 44, comportent un ventila teur extérieur, ce qui fait que, la plus grande partie, et de loin, des pertes thermiques s'évacue par le carter nervuré par convection forcée. Les deux flasques paliers (y compris l'arbre) ne participent que faiblement à l'évacuation des pertes thermi- ques, parce qu'ils se trouvent pratiquement a' l'abri du flux d'air et ne sont donc que dans une faible mesure au contact de l'air de refroidissement. On connatt d'autre part, pour les moteurs en exécution fermée, une construction comportant un flasque intermédiaire comme fermeture du carter, côté ventilateur. Le ventilateur y est disposé entre flasque, palier et flasque carter. L'évacua tion des pertes thermiques est pratiquement identique à la construction généralement utilisée et décrite ci-dessus. L'invention a pour objet d'améliorer notablement l'évacuation des pertes thermiques au moins d'un caté du flasque-palier d'un moteur électrique, pour tirer un meilleur parti des matériaux actifs du moteur. Selon l'invention, cet objectif est atteint en reliant le moyeu du rotor a' un flasque du type assiette, fermant le volume intérieur du moteur, flasque dont la surface radiale extérieure est cintrée en direction du moteur et où plusieurs ailettes sont disposées dans la zone entre le moyeu et le flasque et en ce que le c8té du flasque qui est à l'opposé du moteur est également relié a' plusieurs ailettes qui sont fermées à leur périphérie par un élément déflecteur qui entoure toutes les ailettes. Les avantages atteints par l'invention consistent en ce que grâce à l'intégration du ventilateur dans le moteur, on n'améliore pas seulement de façon décisive le refroidissement mais en nême temps on obtient une fermeture de carter convenant mieux que précédemment. D'autres caractéristiques avantageuses de l'objet, défini ci-dessus, de l'invention, se définissent cone suit - le ventilateur, dans sa partie radiale extérieure pénètre dans le carter du stator en maintenant un entrefer aussi faible que possible, - le ventilateur est renforce en formant un bourrelet avant la zone de recouvrement du flasque qui le forme et du car ter de stator, ce bourrelet présentant un changement de direction aigu sur la bordure extérieure de ce flasque, - ilest constitué d'une pièce coulée, - cette pièce coulée est faite en un matériau de haute conductibilité thermique, par exemple de l'aluminium. I1 se montre ici particulièrement avantageux que le flasque, dans sa partie extérieure, pénètre dans le carter du stator du moteur en maintenant un entrefer aussi faible que possible. De cette façon, le diamètre extérieur du flasque en forme d'assiette forme avec le diamètre intérieur du carter de stator un joint d'étanchéité en labyrinthe. Le type souhaité de protection est rendu possible gracie à un entrefer centré, nécessaire pour l'étanchéité de type labyrinthe, entre le carter et le ventilateur - qui se trouve ici sous la forme de flasque intermédiaire tournant. I1 est également avantageux que le ventilateur soit fait d'une pièce coulée, particulièrement en un matériau de haute conductibilité athermique, Du faut que le ventilateur, en ce qui concerne sa fonction de fermeture du carter, ne sert que de flasque entre l'espace des bobinages et le flasque-palier, on peut utiliser pour le ventilateur un matériau de haute conductibilité thermique, du fait que la charge mécanique'est relativement faible et donc que disparate la nécessité de choisir le matériau en tenant compte de considérations mécaniques. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après et du dessin annexé représentant un exemple de réalisation de l'invention, et qui montre une coupe partielle d'un ventilateur formant échangeur thermique incorporé pour moteur électrique. Selon la figure, le ventilateur est constitué par un flasque 1 en forme d'assiette, lié au moyeu 2. Dans sa partie radiale extérieure, ce flasque en forme d'assiette se cintre vers l'intérieur en direction du moteur. De ce c8té, et.faisant partie du flasque, se trouvent, entre le moyeu et le flasque en forme d'assiette, plusieurs ailettes 3. C8té opposé au moteur, le flasque en forme d'assiette 1 comporte plusieurs ailettes 4. Ces ailettes ont une forme telle qu'elles forment tout d'abord, à l'endroit de la liaison du flasque et du moyeu, un angle aigu avec ce flasque, puis prennent une allure perpendiculaire au flasque, puis courent à peu près parallèlement à une grille de ventilation 5. A peu près à hauteur de la fixation supérieure de la grille de ventilation, les ailettes-4 courent en formant un angle d'environ 45 par rapport à l'axe du moteur. Dans cette zone toutes les ailettes 4 sont entourées par un élément déflecteur 6. I1 existe un liaison directe de l'arête supérieure de cet élément déflecteur au bourrelet 7 du flasque 1 en forme d'assiette. Ce flasque 1 en forme d'assiette pénètre dans le carter du stator 8 du moteur.Du fait de la présence du bourrelet 7 et du changement aigu de direction qui s'ensuit, il se forme avec l'extrémité du carter du stator qui court, parallèlement et à une certaine distance de cette arête du bourrelet ayant change de direction, une fente annulaire qui, dans la zone de recouvrement du flasque et du carter du stator, se transforme en une fente annulaire qui court perpendiculairement à la précédente, le diamètre extérieur DT du flasque en forme d'assiette n' étant que de peu inférieur au diamètre intérieur D8 du carter de stator 8. I1 se forme de ce fait entre l'espace de bobinage 10 et l'espace situé entre le carter extérieur 11 et le flasque 1 une étanchéité de type labyrinthe.La face extérieure du carter de stator 8 comporte des nervures de refroidissement 9. Le mode d'action du ventilateur double selon l'invention est le suivant : le ventilateur amène l'air de refroidissement de l'extérieur à travers la grille d'entrée de ventilation 5, entre le flasque en forme d'assiette et l'élément déflecteur 6, pour poursuivre a' travers les nervures de refroidissement qui se-trouvent à la partie supérieure du carter de stator. Ceci constitue la première fonction du ventilateur. En meme temps, il intervient en assurant la circulation de l'air chaud intérieur, dont le parcours est fixé par le flasque en forme d'assiette en liaison avec le carter de stator. Ceci constitue la deuxième fonction du ventilateur. La surface de refroidissement du ventilateur se trouve d'un caté en liaison directe avec l'air chaud intérieur et d'un autre c8té en liaison directe-avec l'air de refroidissement Le transfert de chaleur s'y fait par conduction thermique, l'aluni nium étant avantageusement approprié comme matériau pour le ven tilateur. Le refroidissement côté frontal du moteur est essentiellement amélioré du fait que le ventilateur double conforme à l'invention agit en mtme temps comme fermeture du carter. Le coefficient de transmission thermique est au moins le triple de ce qu'il est dans une exécution avec un ventilateur extérieur distinct du flasque, en acier ou en fonte. REVENDIC-ATIONS 10) Moteur électrique avec ventilateur en exécution fermée, comportant un rotor fermé, caractérisé en ce que le moyeu (2) du rotor est relié à un flasque (1) du type assiette, fermant le volume intérieur du moteur, flasque dont la surface radiale extérieure est cintrée en direction du moteur et où plusieurs ailettes (3) sont disposées dans la zone entre le moyeu et le flasque et en ce que le côté du flasque qui est à 1opposé du moteur est également relié à plusieurs ailettes (4) qui sont fermées à leur périphérie par un élément déflec- teur (6) qui entoure toutes les ailettes (4) 20) Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flasque (1), dans sa partie radiale extérieure pénètre dans le carter du stator (8) en maintenant un entrefer aussi faible que possible 30) Moteur selon lgune des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le flasque (1) est renforcé en formant un bourrelet avant la zone de recouvrement du flasque (1) et du carter de stator (8), ce bourrelet ( ) présentant un changement de direction aigu sur la bordure extérieure du flasque 40) Moteur selon la revendication 3, caractérisé en ce quiil est constitué dgune pièce coulée 5e) Moteur selon la revendication 4 caractérisé en ce que cette pièce aoulée est faite en un matériau de haute conductibilité thermique, par exemple de laluminium