Brevet FR2598045A1 — publié le 19871030

Machine tournante électrique supraconductrice La présente invention concerne une machine tournante électrique supraconductrice. Plus particulièrement elle concerne un rotor pour une machine électrique supraconductri5 ce comportant une structure de refroidissement servant à maintenir la température d'une bobine de champ supraconductrice inférieure à une température de transition supraconductrice. En tant que rotor pour une machine tournante électrique supraconductrice de ce type, il est proposé un rotor 10 connu d'après la demande de brevet japonais publiée sans examen N 22372/1982. La figure 27 représente une vue en coupe longitudinale d'un tel rotor. La figure 27, annexée à la présente demande, re15 présente une vue en coupe transversale longitudinale d'un rotor. Sur la figure 27, la référence 1 désigne un tube de transmission du couple, la référence 2 désigne un tube porte-bobine constituant la partie intermédiaire du tube 1 de transmission du couple, la référence 3 désigne une bobine de champ su20 praconductrice montée sur le tube porte-bobine, la référence 4 désigne un atténuateur réduisant la température ambiante (désigné ci- après sous le terme de premier atténuateur), qui entoure le tube 1 de transmission du couple et le tube porte-bobine 2, la référence 5 désigne un atténuateur de protection contre le ra25 yonnement (désigné ci-après sous le terme de second atténuateur), qui est disposé entre le premier atténuateur 4 et le tube porte-bobine 2, la référence 6 désigne un tube extérieur fixé sur le pourtour extérieur du tube porte-bobine 2 de manière à recouvrir la bobine de champ supraconductrice 3, la 30 référence 7 désigne un couvercle de plaque d'extrémité fixé aux deux extrémités du tube porte-bobine 2, les références 8 et 9 désignent respectivement un arbre d'extrémité mené et un arbre d'extrémité menant, qui s'étendent à partir des deux côtés du rotor, la référence 10 désigne des paliers de support 35 des arbres d'extrémité 8,9, la référence 11 désigne des ba- 2598045, gues coulissantes servant à réaliser l'alimentation du courant inducteur, la référence 12 désigne un échangeur de chaleur formé d'un seul tenant avec le tube 1 de transmission du couple ou fixé à ce dernier, la référence 13 désigne un cou5 ple de plaques latérales réalisant une protection vis-à-vis du rayonnement, et la référence 14 désigne des espaces dans lequel un vide est établi. Dans le rotor de la machine tournante électrique supraconductrice possédant un agencement mentionné précédem10 ment, lorsque la bobine d'excitation supraconductrice 3 montée sur le tube porte-bobine 2 est refroidie à une température cryogénique, la résistance électrique de la bobine devient sensiblement nulle et la perte d'excitation est supprimée, ce qui a pour effet qu'un champ magnétique intense est produit 15 par la bobine d'excitation supraconductrice 3 et qu'une énergie à courant alternatif est produite par un stator (non représenté). Afin de refroidir la bobine d'excitation supraconductrice 3 à une température cryogénique, de l'hélium liquide est introduit à partir du perçage central de l'arbre d'extré20 mité 9 (qui est situé sur le côté opposé de l'arbre d'extrémité mené 8), par l'intermédiaire d'un tube d'alimentation (non représenté) jusqu'à une enceinte pour l'hélium liquide, qui est formée par le tube porte-bobine 2, le tube extérieur 6 et les plaques d'extrémité 7; des espaces 14 présents dans 25 le rotor sont maintenus dans un état de vide poussé; le tube 1 de transmission du couple, qui sert à transmettre un couple au tube porte-bobine 2 muni de la bobine d'excitation supraconductrice 3 refroidie à la température cryogénique,est formé par un corps cylindre 9 et comporte un ou plusieurs échan30 geurs de chaleur 12, de sorte que la pénétration de chaleur à travers le tube 1 de transmission du couple jusqu'à la partie située à la température cryogénique est réduite au minimum. Les plaques latérales 13 sont disposées de manière que la chaleur produite par rayonnement en provenance du côté de 35 plaque d'extrémité 9 peut être réduite. Les premier et second atténuateurs 4,5 sont aptes à fournir une protection vis-à-vis d'un champ magnétique possédant des harmoniques élevés provenant du stator de manière à protéger la bobine d'excitation supraconductrice 3, et sont 5 aptes à atténuer les vibrations du rotor dues à une perturbation dans un système d'alimentation en énergie. En outre le premier atténuateur 4 fonctionne à la manière d'une enveloppe extérieure tubulaire à vide, et le second atténuateur 5 fonctionne en tant que bouclier de protection contre le rayonne10 ment pour la partie formant enceinte logeant l'hélium. Sur la figure 27, on n'a pas représenté les canalisations constituant le système d'amenée et d'évacuation de l'hélium pour le rotor ni le dispositif d'introduction et d'évacuation de l'hélium raccordé au rotor. La figure 28, annexée à la présente demande, est une vue en coupe transversale d'une partie du tube de transmission du couple, prise suivant la ligne 7-7. Sur la figure 28, la référence 15 désigne une section servant à stocker l'hélium liquide, la référence 16 désigne un espace dans lequel 20 de l'hélium a l'état de vapeur est introduit, la référence 17 désigne une fente recevant une partie de la bobine d'excitation supraconductrice 3 montée sur le tube porte-bobine 2, la référence 18 désigne un isolateur raccordé à la masse et disposé entre la bobine d'excitation supraconductrice 3 et le tu25 be porte-bobine 2, la référence 19 désigne un coin servant à fixer la bobine 3, la référence 20 désigne une ouverture ménagée entre le tube porte-bobine 2 et le tube extérieur 6, la référence 21 désigne un passage pour l'hélium servant à mettre en communication la section 15 de stockage de l'hélium li30 quide avec la fente 7, et les références 22a,22b désignent des trous traversants, par exemple de forme circulaire, qui sont ménagées dans l'isolateur 18 relié à la masse. En tant que bobine d'excitation supraconductrice utilisée pour le rotor possédant l'agencement mentionné ci35 dessus, il a été proposé d'utiliser une bobine décrite par exemple dans la demande de brevet japonais non examinée No 186 960/1982. La figure 29, annexée à la présente demande, représente la bobine d'excitation supraconductrice décrite dans la publication indiquée précédemment. Sur la figure 29, la bobine d'excitation supraconductrice 3 est formée par enroulement d'un fil supraconducteur 3a sur le tube porte-bobine 2, selon une pluralité de spi res et de couches. Le fil supraconducteur 3a est formé par tor sadage d'une pluralité d'éléments d'unfil électrique. La ré10 férence 23 désigne des corps isolants intercalaires insérés entre des rangées voisines du fil supraconducteur enroulé 3a, et la référence 24 désigne des corps isolants disposés en couches, qui sont insérés entre des couches, voisines verticalement, du fil supraconducteur enroulé. Les corps isolants 23, 15 24 sont constitués par un matériau semblable à une plaque isolante, sans aucune rainure ni ouverture. Les corps isolants intercalaires 23 et les corps isolants 24 disposés en couches sont insérés un à un entre le fil supraconducteur 3a voisin latéralement et des couches/voisines verticalement, du fil su20 praconducteur 3a, lors de l'enroulement du fil supraconducteur unique. Lors de l'achèvement des opérations d'enroulement, on traite le corps bobiné avec une résine époxy en l'ame nant sous une forme moulée, ce qui a pour effet que les espaces délimités par le fil supraconducteur voisin 3a sont remplis 25 par les corps isolants, ce qui empêche un court- circuit. D'une manière générale, dans la machine tournante électrique supraconductrice, il se pose un problème technique concernant la manière dont la bobine d'excitation supraconductrice est refroidie à une température cryogénique. Il 30 est nécessaire de refroidir la bobine au-dessous de la température de transition supraconductrice de manière à mainteni: la bobine à l'état supraconducteur. L'opération de refroidissement est exécutée en utilisant de l'hélium liquide en tant qu'agent de refroidissement de manière à obtenir une gamme de 35 température de 1IK à 200K ( l'échelle des températuresab- c. r solues).Cependant, étant donné que la chaleur spécifique de la bobine d'excitation supraconductrice devient extrêmement faible dans une telle condition de température cryogénique, la température de la bobine augmente même par suite de la pro5 duction d'une faible quantité de chaleur dans la bobine ou par suite de la pénétration d'une faible quantité de chaleur dans cette bobine, ce qui a pour effet que la température de la bobine d'excitation supraconductrice peut dépasser la température de transition supraconductrice. Par conséquent un point 10 important dans la conception de la machine tournante électrique supraconductrice réside dans la manière dont la chaleur produite dans la bobine elle-même et la chaleur pénétrant dans la bobine peuvent être éliminées rapidement. La chaleur produite dans la bobine 3 ou la chaleur 15 pénétrant dans cette bobine 3 est absorbée par l'hélium qui remplit les petits interstices présents entre la bobine d'excitation supraconductrice 3 et les corps isolants 18 raccor dés à la masse et entourant la bobine 3. Lorsque l'hélium absorbe la chaleur, il se produit une dilatation de volume. Par 20 conséquent l'hélium possédant une faible densité passe dans les trous 22a ménagés dans le corps isolant 18 raccordé à la masse, en raison de la convection naturelle dans un champ de force centrifuge, puis pénètre dans la section 15 de stockage de l'hélium liquide en empruntant le passage 21 prévu pour 25 l'hélium dans le tube porte-bobine 2. D'autre part, il apparaît un manque d'hélium dans les espaces entourant la bobine d'excitation supraconductrice 3. Par conséquent la zone entourant la bobine de champ supraconductrice 3 est alimentée par de l'hélium qui arrive de l'ouverture 20 communiquant avec 30 l'espace intérieur du tube extérieur 6 en passant par des interstices présents dans le coin 19 et par le trou traversant 22b du corps isolant 18 raccordé à la masse. L'hélium de faible densité, qui a pénétré dans la section 15 de stockage de l'hélium liquide, est soumis à une évaporation partielle et 35 se refroidit. L'hélium refroidi circule selon un cheminement incluant un autre passage 21 pour l'hélium, un autre trou traversant 22a ménagé dans le corps isolant 18 raccordé à la masse, l'espace entourant la bobine 3, un autre trou traversant 22b ménagé dans le corps isolant 18 raccordé à la masse, des interstices présents dans le coin 19, et l'ouverture 20. Par conséquent le refroidissement de la bobine d'excitation supraconductrice 3 est réalisé au moyen de la circulation naturelle telle que mentionnée ci-dessus, de sorte que la bobine est maintenue à une température inférieure à la-tem10 pérature de transition supraconductrice. Cependant il se pose des problèmes décrits ci-après dans la machine tournante électrique supraconductrice classique. En effet étant donné que le refroidissement de la bobine d'excitation supraconductrice 3 est réalisé uniquement à par15 tir de sa surface circonférentielle extérieure lorsqu'une chaleur est produite dans le fil supraconducteur 3a constituant la bobine 3, la chaleur présente dans le fil supraconducteur 3a doit être éliminée en direction de la circonférence extérieure de la bobine 3 par l'intermédiaire des corps isolants 20 intercalaires 23, des corps isolants 24 disposés en couches et du fil supraconducteur 3a sous l'effet de la fonction de refroidissement de l'hélium entourant la bobine 3. Par conséquent le faible effet de refroidissement dans la machine classique entraîne un accroissement de la température du fil 25 supraconducteur 3a avec pour conséquence une tendance à la suppression de l'état supraconducteur (transition supraconductrice). On connaît une technique telle que représentée sur les figures 30 et 31, annexées à la présente demande (qui est 30 proposée par exemple dans la demande de brevet japonais publiée sans examen N0 202852/1982) pour retirer la chaleur produite dans la bobine d'excitation supraconductrice et la chaleur pénétrant dans cette bobine. Sur les figures 30 et 31, les mêmes chiffres de référence que ceux utilisés sur les fi35 gures 27 à 29 désignent les mêmes éléments ou des éléments cor- respondants. Sur les figures 30 et 31, la référence 30a désigne une pluralité de trous traversants circulaires ménagés dans une garniture isolante supérieure, la référence 31a désigne une pluralité de trous traversants ménagés dans une garni5 ture isolante inférieure 31 et la référence 39 désigne une garniture isolante latérale prévue dans la partie latérale de la bobine d'excitation supraconductrice 3 dans la fente 17. Cependant, dans le rotor possédant l'agencement mentionné cidessus, les trous traversants 30a de la garniture isolante su10 périeure 30 et les trous traversants 31a de la garniture isolante inférieure 31 sont ménagés respectivement dans la direction radiale par rapport au tube porte-bobine 2, et les distances entre les trous traversants 30a et les trous traversants 31a sont relativement importantes dans la direction axia15 le du tube porte-bobine 2. Dans ce cas, il est plus avantageux d'avoir un trajet de transmission de la chaleur produite dans la bobine d'excitation supraconductrice 3, dans lequel les trous traversants 30a,31a sont relativement proches d'une partie produisant la chaleur, qu'un trajet dans lequel des 20 trous traversants 30a,31a sont relativement éloignés. Par conséquent, lorsqu'une faible quantité de chaleur est produite ou pénètre dans une position distante des trous traversants 30a ou 31a, il est difficile que l'hélium absorbant la chaleur suive le passage de l'hélium ménagé dans le tube porte25 bobine 2. Alors la température de la bobine 3 augmente, ce qui provoque la transition supraconductrice. Dans le rotor possédant un agencement tel que la bobine d'excitation supraconductrice 3 est maintenue dans la fente 17 ménagée dans le tube porte-bobine 2 et est maintenue 30 a la température de transition supraconductrice ou à une valeur inférieure, il est nécessaire de prévoir des corps isolants possédant des propriétés d'isolation suffisantes de manière à ne pas provoquer le claquage de l'isolant étant donné qu'une tension d'environ quelques centaines de volts à en35 viron 1000 volts apparaît dans le cas o l'état supraconduc- teur n'existe plus (essentiellement aucune tension n'est appliquée à la bobine d'excitation supraconductrice 3 dans l'état supraconducteur.). Pour le refroidissement de la bobine d'excitation 5 supraconductrice, on considère qu'il faut ménager les trous traversants 30a et 31a dans la garniture isolante supérieure et/ou inférieure 30,31 de manière à laisser passer l'hélium. Cependant l'aménagement des trous traversants 30a,31a réduit les propriétés isolantes. Afin d'empêcher la réduction des pro10 priétés isolantes, on augmente l'épaisseur de la garniture isolante supérieure et/ou inférieure 30,31 afin d'obtenir une longueur isolante suffisante. Cependant les garnitures isolantes occupent un volume important dans la fente 17. Ceci entraîne une réduction dans l'espace prévu pour la bobine d'excitation 15 supraconductrice 3, avec comme conséquence le fait que la capacité de la bobine d'excitation supraconductrice 3 diminue. C'est un problème important dans le fonctionnement de la machine tournante électrique supraconductrice. Si des éléments situés dans la fente 17, autres que les corps isolants, possé20 dent le même volume, il faut que la fente 17 possède une profondeur importante pour l'épaisseur accrue de la garniture isolante supérieure et/ou inférieure 30,31. Ceci rend la machine inefficace. Un but de la présente invention est de fournir un 25 rotor pour une machine tournante électrique supraconductrice, permettant d'accroître l'effet de refroidissement et d'empêcher que la bobine d'excitation supraconductrice n'atteigne la transition supraconductrice. Un autre but de la présente invention est de four30 nir un rotor pour une machine tournante électrique supraconductrice, qui élimine aisément la chaleur produite dans la bobine de manière à améliorer la performance de la bobine d'excitation supraconductrice. Selon un premier aspect, la présente invention con35 cerne un rotor pour machine tournante électrique supraconduc- trice, caractérisé en ce qu'il comporte un tube porte-bobine, une bobine d'excitation supraconductrice qui est formée par l'enroulement d'un fil supraconducteur autour du tube Portebobine selon une pluralité de spires et de couches avec inter5 position de corps isolants intercalaires entre les spires, voisines latéralement, du fil enroulé, et de corps isolants disposés en couches situés entre les couches, voisines verticalement, du fil enroulé de la bobine, au moins l'un des corps isolants intercalaires et des corps isolants disposés en cou10 ches étant formé par un matériau isolant rainuré ou un matériau isolant perforé. Selon un autre aspect de la présente invention, il est prévu un rotor pour une machine tournante électrique supraconductrice,caractérisé en ce qu'il conmporte un tube porte-bobine, une 15 bobine d'excitation supraconductrice maintenue dans une fente formée dans le tube portebobine, et des garnitures isolantes supérieure et inférieure placées respectivement sur les surfaces circonférentielles extérieure et intérieure de la bobine supraconductrice, chacune des garnitures isolantes supérieure 20 et inférieure étant munie d'une surface possédant au moins une rainure ménagée dans la direction axiale du tube porte-bobine et au moins une rainure ménagée dans la direction circonférentielle de la bobine, et une pluralité de trous débouchant dans les rainures de manière à communiquer avec l'autre surface. 25 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est un schéma en coupe transversale d'une forme de réalisation de la bobine d'excitation supra30 conductrice montée sur le rotor d'une machine tournante électrique supraconductrice conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe transversale à plus grande échelle d'une partie importante de la bobine d'excitation supraconductrice représentée sur la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe transversale prise suivant la ligne III-III sur la figure 2; - la figure 4 est une vue en coupe transversale à plus grande échelle de la seconde forme de réalisation de la bobine d'excitation supraconductrice montée sur le rotor conforme à la présente invention; - la figure 5 est une vue en coupe transversale prise suivant la ligne IV-IV sur la figure 4; - la figure 6 est une vue en coupe transversale à plus grande échelle de la troisième forme de réalisation de 10 la bobine d'excitation supraconductrice montée sur le rotor conforme à la présente invention; - la figure 7 est une vue en coupe transversale prise suivant la ligne V-V sur la figure 6; - la figure 8 est une vue en coupe transversale 15 à plus grande échelle de la quatrième forme de réalisation de la bobine d'excitation supraconductrice montée sur le rotor conforme à la présente invention; - la figure 9 est une vue en coupe transversale prise suivant la ligne VI-VI sur la figure 8; - la figure 10 est une vue en coupe transversale longitudinale d'une cinquième forme de réalisation de la bobine d'excitation supraconductrice montée sur le rotor conforme à la présente invention; - la figure 11 est une vue en coupe transversale, 25 semblable à la figure 10, d'une sixième forme de réalisation conforme à l'invention; - la figure 12 est une vue en coupe transversale, semblable aux figures 10 et 11, d'une septième forme de réalisation de la présente invention; - la figure 13 est une vue en coupe transversale, semblable aux figures 10 à 12, d'une huitième forme de réalisation de la présente invention; - la figure 14 est une vue en plan montrant des couches isolantes supérieure et inférieure utilisées pour la 35 bobine d'excitation supraconductrice représentée sur les fi- gures 10 a 13; - la figure 15 est une vue en coupe transversale montrant un rotor pour une machine tournante électrique supraconductrice conforme à la neuvième forme de réalisation de la présente invention; - la figure 16 est une vue en coupe transversale à plus grande échelle partiellement arrachée de la partie inférieure de la bobine d'excitation supraconductrice représentée sur la figure 15; - la figure 17 est une vue de face de la couche extérieure d'une garniture isolante inférieure représentée sur la figure 16; - la figure 18 est une vue en coupe transversale de la couche extérieure de la garniture isolante inférieure 15 représentée sur la figure 16; - la figure 19 est une vue en plan de la couche intérieure de la garniture isolante inférieure représentée sur la figure 16; - la figure 20 est une vue en coupe transversale 20 de la couche intérieure de la garniture isolante inférieure; - la figure 21 est une vue en coupe transversale montrant un rotor pour une machine tournante électrique supraconductrice conforme à une dixième forme de réalisation de la présente invention; - la figure 22 est une vue en coupe transversale à plus grande échelle montrant la partie supérieure de la bobine de champ supraconductrice représentée sur la figure 21; - la figure 23 est une vue en plan montrant la couche intérieure d'une garniture isolante supérieure utilisée 30 pour le rotor conforme à la présente invention; - la figure 24 est une vue en coupe transversale de la couche intérieure de la garniture isolante supérieure représentée sur la figure 22; - la figure 25 est une vue en plan montrant la cou35 che extérieure d'une garniture isolante supérieure; I - la figure 26 est une vue en coupe transversale de la couche supérieure de garniture isolante supérieure; - la figure 27, dont il a déjà été fait mention, est une vue en coupe longitudinale d'un rotor classique pour une machine tournante électrique supraconductrice; - la figure 28, dont il a déjà été fait mention, est une vue en coupe transversale prise suivant la ligne VIIVII sur la figure 27; - la figure 29, dont il a déjà été fait mention, 10 est un schéma en coupe transversale montrant la bobine d'excitation supraconductrice classique; la figure 30, dont il a déjà été fait mention, est une vue en coupe transversale montrant la bobine d'excitation supraconductrice classique; la figure 30, dont il a déjà été fait mention, montre une vue en coupe transversale du rotor classique de la machine tournante électrique supraconductrice; et - la figure 31, dont il a déjà été fait mention, montre un schéma en coupe transversale, en vue partiellement 20 arrachée, du rotor classique pour la machine électrique supraconductric.e. Ci-après on va décrire la première forme de réalisation de la présente invention en se référant aux figures 1 à 3, sur lesauelles les mêmes chiffres de référence que sur 25 les figures 27 à 31 désigne les mêmes éléments ou des éléments correspondants. Une bobine d'excitation supraconductrice 3 est formée par enroulement d'un fil supraconducteur selon plusieurs spires et couches, le fil supraconducteur étant formé par tor30 sadage d'une pluralité d'éléments de fil. La référence 25 désigne des corps isolants intercalaires constitués en un matériau isolant rainuré, comme par exemple une plaque stratifiée en époxy renforcé par un tissu de verre. Chacun des corps isolants intercalaires est inséré entre deux spires voisines du 35 fil supraconducteur enroulé 3a et comporte au moins une rai- nure 25a s'étendant dans la direction verticale sur la figure 1. La référence 26 désigne des corps isolants en forme de couches réalisés en un matériau isolant perforé comme par exemple une plaque stratifiée en époxy renforcée par du tissu de 5 verre et possédant une pluralité d'ouvertures 26a. Chacun des corps isolants en forme de couches est inséré entre des couches, voisines verticalement, du fil supraconducteur enroulé 3a, sous la forme d'étages multiples dans la direction circon10 férentielle de la bobine d'excitation supraconductrice 3. La bobine d'excitation supraconductrice 3 est formée par enroulement d'un seul fil conducteur 3a, tandis que chacun des corps isolants intercalaires25 est inséré entre les spires voisines du fil 3a, et chacun des corps isolants 26 disposés en 15 couches est inséré entre les couches, voisines verticalement, du fil supraconducteur 3a de sorte que le fil unique enroulé sous la forme d'une bobine est entouré par les corps isolants intercalaires 25 et les corps isolants 26 disposés en couches de manière à empêcher un court-circuitage du fil 3a. Dans la 20.forme de réalisation de la présente invention, l'imprégnation avec une résine époxy n'est pas mise en oeuvre pour la bobine d'excitation supraconductrice 3. Etant donné que le fil supraconducteur 3a est un fil torsadé, il existe de faibles interstices entre le fil supraconducteur 3a et les corps isolants 25 intercalaires 25 et entre le fil 3a et les corps isolants en forme de couches 26. Le refroidissement de la bobine de champ supraconductrice 3 se produit de la manière suivante. L'hélium liquide constituant le fluide de refroidissement circule le long 30 de la surface extérieure de la bobine d'excitation supraconductrice 3 et simultanément circule autour du fil supraconducteur enroulé 3a en passant dans les petits interstices présents entre le fil torsadé 3a et les corps isolants 25,26, et dans les rainures 25a ménagées dans les corps isolants inter35 calaires 25 et dans les ouvertures 26a ménagées dans les corps isolants 26 disposés en couches, ce qui a pour effet que le fil supraconducteur enroulé 3a constituant la bobine d'excition supraconductrice 3 est directement refroidi par l'hélium sur l'ensemble de sa surface. Par conséquent la chaleur pro5 duite dans le fil supraconducteur 3a peut être éliminée rapidement par l'hélium liquide. C'est pourquoi l'accroissement de température dans le fil supraconducteur 3a est extrêmement faible et que la transition supraconductrice ne se produit pas. Les figures 4 et 5 montrent la seconde forme de 10 réalisation de la structure de refroidissement pour la bobine d'excitation supraconductrice conforme à la présente invention. L'agencement de cette seconde forme de réalisation est essentiellement identique à celui de la première forme de 15 réalisation, à ceci près qu'à la fois les corps isolants intercalaires 25 et les corps isolants 26 disposés en couches sont munis respectivement d'au moins une rainure verticale 25a et une rainure latérale 26a. Par conséquent les mêmes chiffres de référence que sur les figures 2 et 3 désignent les mê20 mes éléments ou des éléments correspondants. En particulier, comme représenté sur la figure 5, les rainures 26a formées dans la direction longitudinale des corps isolants 26 disposés en couches sont à même de communiquer avec les rainures 25a des corps isolants intercalaires 25 25 qui s'entrecroisent avec les corps isolants disposés en couche dans la direction verticale. Les figures 6 et 7 montrent la troisième forme de réalisation de la présente invention. Cette troisième forme de réalisation comporte unepluralité de corps isolants inter30 calaires 25 constitués en un matériau isolant perforé et possédant une pluralité d'ouvertures 25a, et une pluralité de corps isolants 26 disposés en couches, réalisés en un matériau isolant rainuré, qui est le même que celui utilisé dans les première et seconde formes de réalisation. Par conséquent la 35 bobine d'excitation supraconductrice 3 est refroidie par l'hé- lium liquide formant milieu réfrigérant, qui circule sur la surface extérieure de la bobine 3 et le long de toute la surface du fil supraconducteur en passant dans les ouvertures 25a des corps isolants intercalaires 25 et des rainures 26a des 5 corps isolants 26 disposés en couches et qui circulent le long des petits interstices du fil supraconducteur torsadé 3a. Les figures 8 et 9 illustrent la quatrième forme de réalisation de la présente invention, dans laquelle les corps isolants intercalaires 25 et les corps isolants 26 dis10 posés en couches sont formés par le matériau isolant perforé. Dans la quatrième forme de réalisation, l'hélium liquide formant milieu de refroidissement circule le long de la surface extérieure de la bobine d'excitation supraconductrice 3 pour refroidir cette dernière. L'hélium liquide cir15 cule également dans les petits interstices qui sont formés par le fil supraconducteur torsadé 3a et les surfaces des corps isolants intercalaires 25 et des corps isolants 26 disposés en couches et passe dans les ouvertures 25a, 26a de ces corps isolants, ce qui entraîne un refroidissement de la surface du 20 fil supraconducteur 3a. Dans les première,seconde et troisième formes de réalisation, on utilisait le matériau isolant comportant les rainures 26a dans ses deux surfaces pour former les corps isolants intercalaires et/ou les corps isolants disposés en cou25 ches. Cependant on peut utiliser le matériau isolant dans lequel les rainures sont ménagées dans l'une de ces surfaces. Comme décrit plus haut, conformément au première à quatrième formes de réalisation de la présente invention, l'hélium liquide refroidit directement le fil supraconducteur 30 constituant la bobine d'excitation supraconductrice en passant dans les rainures et/ou ouvertures formées dans les corps isolants intercalaires et/ou dans les corps isolants disposes en couches, ce qui a pour effet que l'on peut obtenir un rotor pour une machine tournante électrique supraconductrice, 35 dans lequel l'action de refroidissement est améliorée et l'ap- parition de la transition supraconductrice est empêchée. La figure 10 montre la cinquième forme de réalisation du rotor possédant une structure de refroidissement pour la bobine d'excitation supraconductrice, conforme à la pré5 sente invention. Sur la figure 10, les chiffres de référence 2,3,6,15,16,19,20 et 21 désignent les mêmes éléments que ceux représentés sur les figures 27 à 31. Sur la figure 10, la référence 44 désigne une garniture isolante supérieure, en position supérieure par rap10 port au tube porte-bobine 2, en contact avec la surface circonférentielle extérieure de la bobine d'excitation supraconductrice 3. La garniture isolante supérieure 44 possède une surface en contact avec la bobine d'excitation supraconductrice 3, dans laquelle une pluralité de premières rainures 45 15 sont ménagées dans la direction axiale du rotor et dans la direction circonférentielle de la bobine 3. La référence 46 désigne un certain nombre de petits trous ménagés dans les premières rainures, certains de ces trous étant ménagés de manière à communiquer, en étant alignés, avec deux petits trous mé20 nagés dans le coin 19. La référence 47 désigne une garniture isolante inférieure qui est en contact avec la surface circonférentielle, intérieure par rapport au tube porte-bobine 2, de la bobine d'excitation supraconductrice 3. La garniture isolante inférieure 47 possède une surface qui n'est pas en con25 tact avec la surface circonférentielle intérieure de la bobine 3, dans laquelle une pluralité de secondes rainures 48 sont ménagées dans la direction axiale du rotor et dans la direction axiale du rotor et dans la direction circonférentielle de la bobine 3. Un certain nombre de petits trous 49 sont mé30 -nagés dans les secondes rainures 48, certains de ces petits trous étant en communication avec les passages 21 de circulation de l'hélium, formés dans le tube porte-bobine 2. On va décrire le fonctionnement de la cinquième forme de réalisation possédant l'agencement décrit plus haut. 35 La chaleur présente dans la bobine d'excitation supraconductrice 3 est absorbée par l'hélium liquide existant dans les petits intervalles présents dans la bobine 3. Le volume de l'hélium augmente sous l'effet de l'absorption de la chaleur et une partie de l'hélium possédant une faible densi5 té passe dans la section 15 de stockage de l'hélium liquide en empruntant un trajet passant par les seconds petits trous 49 ménagés dans la garniture isolante inférieure 47, les secondes rainures 48 et le passage 21 de circulation de l'hélium ménagés dans le tube porte-bobine 2, par suite de la convec10 tion naturelle dans un champ de force centrifuge. Il apparaît un manque d'hélium autour de la bobine de champ supraconductrice 3. Cependant un tel manque d'hélium est compensé par l'hélium pénétrant dans le trajet incluant l'ouverture 20, les interstices présents dans le coin 19, les premiers petits trous 15 46 ménagés dans la garniture isolante supérieure 44 et les premières rainures 45 ménagées dans la garniture isolante supérieure 44. Une partie de l'hélium, qui a été dilatée sous l'action de la chaleur, s'évapore dans la section 15 de l'hélium liquide, ce qui entraîne une réduction de la température de 20 l'hélium. L'hélium refroidi est envoyé à l'espace entourant la bobine d'excitation supraconductrice, par l'intermédiaire d'un autre passage 21 de circulation de l'hélium, des secondes rainures 48 ménagées dans la garniture isolante inférieure 47 et des seconds petits trous 49 ménagés dans la garniture 25 47. L'hélium continue à circuler dans les premières rainures ménagées dans la garniture isolante supérieure, les premiers petits trous 46 et les faibles interstices présents dans la cale 19, en direction des ouvertures 20. Par conséquent une convection naturelle uniforme de l'hélium refroidit la bobine 30 3 et maintient la température de cette bobine 3 à la température de transition supraconductrice ou à une température inférieure. La figure 11 représente la sixième forme de réalisation de la présente invention. La structure de la sixième forme de réalisation est essentiellement identique à celle de la cinquième forme de réalisation représentée sur la figure 10, à ceci près que la garniture isolante inférieure 47 possède une surface en contact avec la bobine d'excitation supraconductrice 3, dans la5 quelle une pluralité de secondes rainures 48 sont ménagées dane la direction axiale de l'axe du rotor et dans la direction circonférentielle de la bobine 3. La référence 49 désigne un certain nombre des seconds petits trous débouchant dans les secondes rainures 48 et dont certains sont en communication, d'une 10 manière alignée, avec les passages 21 de circulation de l'hélium ménagés dans le tube porte- bobine 2. Le fonctionnement et l'action, que fournit la sixième foÉme de réalisation, sont identiques à ceux de la cinquième forme de réalisation. La figure 12 représente la septième forme de réalisation de la présente invention. Dans la septième forme de réalisation, la surface de la garniture isolante supérieure 44, qui est en vis-à-vis de la surface comportant les premières rainures 45 ménagées dans la direction axiale et dans la 20 direction circonférentielle de la bobine 3, c'est-à-dire de la surface ne comportant pas les premières rainures 45, est en contact avec la bobine d'excitation supraconductrice 3, et la surface de la garniture isolante inférieure 47, qui est située en vis-à-vis de la surface contenant les secondes rainu25 res 48 ménagées dans la direction axiale et dans la direction circonférentielle, c'est-à-dire la surface ne comportant pas les secondes rainures 48, est en contact avec la bobine 3. Un certain nombre de premiers petits trous 46 débouchent dans les premières rainures 45, certains des premiers petits trous 30 46 étant en communication, d'une manière alignée, avec les interstices présents dans le coin 19. De façon similaire, un certain nombre de seconds petits trous 49 débouchent dans les secondes rainures 48, certains de ces seconds petits trous 49 étant en communication, d'une manière alignée, avec les pas35 sages 21 de circulation de l'hélium, ménagés dans le tube por- te-bobine 2. Par conséquent la septième forme de réalisation fournit le même fonctionnement et la même action que les cinquième et sixième forme de réalisation. La figure 13 représente la huitième forme de réa5 lisation de la présente invention. Dans la huitième forme de réalisation, la surface de garniture isolante supérieure 44, dans laquelle les premières rainures 45 sont ménagées dans la direction axiale du tube porte-bobine 2 et dans la direction circonférentielle de 10 la bobine 3, est en contact avec la bobine 3, et la surface de la garniture isolante inférieure 47 munie des secondes rainures 48, qui sont ménagées dans la direction axiale et dans la direction circonférentielle, est en contact avec la bobine 3. Un nombre de petits trous 46 débouchent dans les premiè15 res rainures 45, et un nombre de petits trous 49 débouchent dans les secondes rainures 48 de la garniture isolante inférieure 47, certains des petits trous 46,49 communiquant respectivement, d'une manière alignée, avec les petits interstices ménagés dans le coin 19 et avec les passages 21 de circu20 lation de l'hélium. Par conséquent le fonctionnement et l'action, que présente la huitième forme de réalisation, sont identiques à ceux des cinquième septième formes de réalisation. La figure 14 représente les garnitures isolantes supérieure et inférieure conformes aux cinquième à huitième 25 formes de réalisation de la présente invention. Par conséquent, conformément aux cinquième à huitième formes de réalisation de la présente invention, les garnitures isolantes supérieure et inférieure sont munies respectivement chacune d'une surface dans laquelle au moins une rai30 nure est ménagée dans la direction axiale du tube porte-bobine et au moins une rainure est ménagée dans la direction circonférentielle de la bobine, et un nombre de petits trousdébouchentdans les rainures de manière à communiquer avec l'autre surface. En outre les surfaces munies de rainures sont pla35 cés sur le même côté ou sur le côté opposé par rapport à la ë bobine d'excitation supraconductrice. Par conséquent l'hélium circule à la fois dans la direction axiale et dans la direction circonférentielle, de sorte que la chaleur produite dans la bobine 3 peut être éliminée de façon efficace, ce qui amé5 liore les propriétés de refroidissement de la bobine. Les figures 15 à 20 montrent la neuvième forme de réalisation d'une structure de refroidissement de la bobine d'excitation supraconductrice conforme à la présente invention. Sur les figures, les chiffres de référence 2,3,6,15,16, 10 17,19,20 et 21 désigne les mêmes éléments ou des éléments correspondants à ceux des figures 1 à 16. Sur la figure 15, la référence 33 désigne une couche supérieure d'une garniture isolante inférieure. La couche supérieure 33 est en contact avec la surface circonféren15 tielle inférieure de la bobine d'excitation supraconductrice 3. La référence 32 désigne une couche inférieure de la garniture isolante inférieure. La couche inférieure 32 de la garniture isolante inférieure est munie de trous traversants 32a qui s'étendent dans la direction radiale par rapport au tube 20 porte-bobine 2, de manière à communiquer, de manière alignée, avec les passages de circulation de l'hélium, ménagés dans le tube porte-bobine 2. La couche supérieure 33 de la garniture isolante inférieure est munie d'au moins une première rainure 33a ménagée dans sa surface inférieure de manière à s'étendre 25 dans la direction axiale du tube porte-bobine 2 et à être en communication avec les trous traversants 32a de la couche inférieure 32, des secondes rainures 33b ménagées dans sa surface inférieure de manière à intersecter les premières rainures 33a et à être décalées latéralement par rapport aux trous tra30 versants radiaux 32a de la couche inférieure 32, et les trous traversants 33c qui s'etendent dans la direction radiale par rapport au tube porte-bobine 2 et sont en communication avec les secondes rainures 33b. La figure 17 est une vue en plan de la couche supérieure 33; la figure 18 est une vue en cou35 pe transversale de la couche supérieure; la figure 19 est une vue en plan de la couche inférieure et la figure 20 est une vue en coupe transversale de la couche inférieure. Dans l'agencement tel que mentionné précédemment, étant donné que des trous traversants radiaux 33c de la cou5 che supérieure 33 sont décalés dans la direction axiale du rotor à partir des trous traversants radiaux 32a de la couche inférieure, l'ensemble des trous traversants 33c,32a étant en communication réciproque par l'intermédiaire des premièreset secondes rainures ménagées dans la surface inférieure de la 10 couche supérieure de la garniture isolante inférieure, la distance de fuite pour l'isolant électrique de la garniture isolante inférieure peut être accrue sans aucun accroissement de l'épaisseur de la garniture. Par conséquent le volume de la garniture isolante inférieure peut être relativement faible 15 et le volume de la bobine d'excitation supraconductrice 3 peut être relativement important et par conséquent ceci accroît la capacité de la bobine. Les figures 26 à 21 montrent la dixième forme de réalisation de la présente invention. Sur ces figures, les mê20 mes chiffres de référence, que ceux utilisés sur les figures à 20, désignent les mêmes éléments. Sur la figure 21, la référence 35 désigne une couche inférieure de la garniture isolante supérieure. La couche inférieure 35 est en contact avec la surface circonférentielle supérieure de la bobine d'exci25 tation supraconductrice 3. La référence 106 désigne une couche supérieure de la garniture isolante supérieure. Dans la dixième forme de réalisation, la couche supérieure 36 de la garniture isolante supérieure comporte des trous traversants 36a s'étendant dans la direction radiale par 30 rapport au tube porte-bobine 2. La couche inférieure 35 de la garniture isolante supérieure comporte au moins une première rainure 25a s'étendant dans la direction axiale du rotor de manière à être en communication avec les trous traversants radiaux 36a de la couche supérieure 36, au moins une seconde rai35 nure 35b s'étendant dans la direction circonférentielle de la bobine 3 et intersectant la première rainure 35a, et une pluralité de trous traversants 35cdébouchantdans les secondes rainures et s'étendant dans la direction radiale. Des passages moulés de circulation de l'hélium sont ménagés dans la garni5 ture, sous l'effet de la superposition des couches supérieure et inférieure. Les trous traversants radiaux 35c ménagés dans la couche supérieure communiquent, en étant alignés, avec de petits interstices ménagés dans le coin 19. Le fonctionnement et l'action, que fournit la di10 xième forme de réalisation, sont essentiellement identiques à ceux fournis par la neuvième forme de réalisation. Manifestement, on peut apporter de nombreuses modifications et de nombreux changements à la présente invention, à la lumière des enseignements donnés précédemment. C'es% pourquoi l'on comprendra que l'on peut mettre en oeuvre, d'une autre manière que cela a été décrit de façon spécifique ici, la présente invention sans pour autant sortir du cadre de cette dernière. REVENDICATIONS 1. Rotor pour machine tournante électrique supraconductrice, caractérisé en ce qu'il comporte un tube portebobine (2),une bobine d'excitation supraconductrice (3) qui 5 est formée par l'enroulement d'un fil supraconducteur (3a) enroulé autour dudit tube porte-bobine (2) selon une pluralité de spires et de couches avec interposition de corps isolants intercalaires (25) entre les spires,voisines latéralement,du fil enroulé de ladite bobine, et de corps isolants (26)dispo10 sés en couches entre les couches,voisines verticalement,du fil enroulé de ladite bobine,au moins l'un desdits corps isolants intercalaires (25) et desdits corps isolants (26) disposés en couches étant formé par un matériau isolant rainuré ou un matériau isolant perforé. 2. Rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit matériau isolant rainuré et ledit matériau isolant perforé sont constitués par une plaque stratifiée d'époxy renforcé par un tissu de verre. 3. Rotor pour une machine tournante électrique su20 praconductrice, caractérisé en ce qu'il comporte un tube portebobine (2), une bobine d'excitation supraconductrice (3) maintenue dans une fente ménagée dans ledit tube porte-bobine, et des garnitures isolantes supérieure et inférieure (44,47) placées respectivement sur les surfaces circonférentielles exté25 rieure et intérieure de ladite bobine supraconductrice (3), chacune des garnitures isolantes supérieure et inférieure (44, 47) étant munie d'une surface possédant au moins une rainure (45,48;33a;35a) ménagée dans la direction axiale dudit tube portebobine (2) et au moins une rainure (33b;35b) ménagée dans 30 la direction circonférentielle de ladite bobine, et une pluralité de trous, (46,49;33, 33c;35c;36a) débouchant dans lesdites rainures de manière à communiquer avec l'autre surface. 4. Rotor pour une machine tournante électrique supraconductrice, caractérisé en ce qu'il comporte un tube porte35 bobine (2), une bobine d'excitation supraconductrice (3) maintenue dans une fente ménagée dans ledit tube porte-bobine et un matériau de remplissage isolant inséré dans un espace mé- nagé dans ladite fente de manière à maintenir ladite bobine (3), que soit une garniture isolante supérieure (44), soit une garniture isolante inférieure (47) est placée sur la surface circonférentielle extérieure ou sur la surface circonféren5 tielle intérieure de ladite bobine d'excitation supraconductrice (3), suivant la direction radiale dudit tube porte-bobine, que ladite garniture isolante supérieure ou inférieure (44,47) comporte une couche supérieure (33;36) et une couche inférieure (32;35), qui sont superposées dans ladite direction 10 radiale, et qu'au moins un conduit (46,49) de forme coudée de circulation de l'hélium est ménagé dans lesdites couches supérieure et inférieure superposées. 5. Rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche supérieure (33) de la garniture isolante in15 férieure (47) est en contact avec la surface inférieure de ladite bobine d'excitation supraconductrice (3) et la couche inférieure (32) de la garniture isolante inférieure (44) est en contact avec ledit tube porte-bobine (2), et que ladite couche inférieure (32) est munie d'un trou traversant (32a) qui s'étend 20 dans la direction radiale par rapport audit tube porte- bobine (2) et qui est en communication avec ladite première rainure (33a) de ladite couche supérieure et avec un passage (21) pour l'hélium ménagé dans ledit tube porte-bobine (2) de manière & délivrer de l'hélium, et que ladite couche supérieure (33) 25 est munie d'une première rainure (33a) ménagée dans sa surface inférieure de manière à s'étendre dans la direction axiale dudit tube porte-bobine et à être en communication avec ledit trou traversant (32a) de ladite couche inférieure, d' une seconde rainure (33b) ménagée dans sa surface inférieure de ma30 nière à intersecter ladite première rainure (33a) et à être décalée latéralement par rapport audit trou traversant radial (32a) de ladite couche inférieure, etd'un trou traversant(33c) qui s'étend dans la direction radiale par rapport audit tube porte-bobine et est en communication avec ladite seconde rai35 nure (33b). 6. Rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche supérieure (36) de la garniture isolante supérieure est en contact avec un coin (19) placé dans la partie supérieure de ladite fente, et que la couche inférieure (35) 5 de ladite garniture isolante supérieure est en contact avec la surface supérieure de ladite bobine d'excitation supraconductrice (3), et que ladite couche inférieure (35) est munie d'un trou traversant (35c) qui s'étend dans la direction radiale par rapport audit tube porte-bobine (2),dune première 10 rainure (35b) ménagée dans la surface supérieure de ladite couche (35) dans la direction circonférentielle de ladite bobine d'excitation supraconductrice de manière à être en communication avec ledit trou traversant radial,et d'une seconde rainure (35a) ménagée dans la surface supérieure de cette couche de 15 manière à intersecter ladite première rainure (35b), et que ladite couche supérieure (36) de ladite garniture isolante supérieure est munie d'un trou traversant (36a) qui s'étend dans la direction radiale par rapport au tube porte-bobine (2) et qui communique avec un passage (19a) de circulation de 1'hé20 lium, ménagé dans ledit coin (19).