Brevet FR2944654A1 — publié le 20101022

Carcasse de support d'un stator d'une machine électrique tournante et machine électrique tournante comprenant une telle carcasse. La présente invention concerne une carcasse de support d'un stator d'une machine électrique tournante et une machine électrique tournante comprenant une telle carcasse. Ce genre de machines électriques comprend, disposés concentriquement depuis l'axe de la machine vers l'extérieur, un arbre, un rotor solidaire de l'arbre et un stator monté dans une carcasse. De telles machines sont bien connues dans la technique, qu'ils s'agissent de générateur ou de moteur, par exemple de moteur asynchrone. De manière classique, le stator comprend des enroulements conducteurs s'étendant à l'intérieur de paquets de tôles magnétiques, placés entre deux plateaux de serrage radiaux, reliés par des barreaux de tension longitudinaux. La carcasse formant une structure de support du stator comprend notamment une enveloppe extérieure comportant, à chacune de ses extrémités, une platine de support d'un palier de l'arbre solidaire du rotor. Cette enveloppe extérieure comporte aussi deux flasques internes s'étendant radialement à l'intérieur de ladite enveloppe, parallèlement aux platines. Chaque flasque est destiné à supporter le stator et comporte, à cet effet, un orifice axial de centrage d'un des plateaux de serrage de ce stator. Au cours du fonctionnement de la machine du fait de la rotation de l'arbre et du rotor à des vitesses élevées, les platines de support des paliers de l'arbre entrent en vibration à des fréquences déterminées. Ainsi, ces platines se mettent à vibrer axialement ce qui peut entraîner une dégradation de la machine. Une solution connue consiste à rigidifier les platines par des raidisseurs de flexion disposés entre ces platines et l'enveloppe de la carcasse. Mais, ces raidisseurs doivent être de dimensions importantes ce qui a pour inconvénient d'augmenter de manière importante le poids de la carcasse. Le but de l'invention est donc de proposer une carcasse de support d'un stator qui évite ces inconvénients. A cet effet, l'invention a pour objet une carcasse de support d'un stator d'une machine électrique tournante, du type comprenant une enveloppe extérieure comportant, d'une part, à chacune de ses extrémités, une platine de support d'un palier d'un arbre solidaire d'un rotor et, d'autre part, deux flasques internes de support d'un stator et s'étendant radialement vers l'intérieur de l'enveloppe, parallèlement aux platines, l'arbre, le rotor et le stator étant disposés concentriquement depuis l'axe de la machine vers l'extérieur, caractérisé en ce que chaque platine est reliée aux flasques internes en vis-à-vis par des éléments de liaison réglables en longueur, répartis autour du stator et s'étendant parallèlement à l'axe de la machine. Suivant d'autres modes de réalisation, la carcasse comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - chaque élément de liaison est formé par un tirant, - chaque tirant comporte deux bras tendeurs reliés entre eux par une tige filetée munie d'un écrou de blocage des deux bras dans une position déterminée l'un par rapport à l'autre après la rotation de l'un au moins de ces bras, - un premier desdits bras tendeurs est relié à la platine correspondante par un élément de vissage, et - un second desdits bras tendeurs est relié au flasque correspondant par soudage ou par un élément de vissage. L'invention a également pour objet une machine électrique tournante, du type comprenant un arbre solidaire d'un rotor, un stator et une carcasse de support de ce stator tel que précédemment défini. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la Fig.1 est une vue en perspective d'une machine électrique tournante comportant un stator et une carcasse de support de ce stator, conforme à l'invention, et - la Fig. 2 est une vue partielle en coupe verticale d'une partie de la carcasse équipée d'un élément de liaison réglable entre une platine d'extrémité et un flasque de support du stator. Sur la Fig.1, on a représenté partiellement une machine électrique tournante désignée dans son ensemble par la référence 1 et qui comprend, de manière classique, notamment un stator 10 et une carcasse 20 de support de ce stator 10. Le stator 10 comprend des enroulements conducteurs 11 s'étendant à l'intérieur de paquets 12 de tôles magnétiques, placés entre deux plateaux de serrage 13 radiaux, reliés par des barreaux de tension 14 longitudinaux. Les plateaux 13 sont formés chacun par un anneau circulaire. La carcasse 1 de support du stator 10 comporte une enveloppe extérieure 21 dans laquelle est placé ledit stator 10. Cette enveloppe extérieure 21 est munie, à chacune de ses extrémités, d'une platine 22. Chaque platine 22 comporte un orifice axial 23 permettant le passage du stator 10 lors de son introduction dans l'enveloppe extérieure 21. L'orifice 23 de chaque platine 22 est obturé par un fond 24 muni d'un orifice axial 25 dans lequel est monté un palier, non représenté, d'un arbre solidaire d'un rotor, non représenté. Chaque fond 24 est fixé sur la platine 22 correspondante par des éléments de vissage 26, comme par exemple des vis. L'arbre, le rotor et le stator sont disposés concentriquement depuis l'axe de la machine 1 vers l'extérieur. L'enveloppe extérieure 21 de la carcasse 20 comporte également deux flasques internes 30 s'étendant radialement vers l'intérieur de l'enveloppe 21, parallèlement aux platines 22. Les flasques 30 sont munis chacun d'un orifice axial 31 de centrage d'un des plateaux de serrage 13 du stator 10. Dans le but d'éviter que les platines 22 et les fonds 24 fixés à ces platines 22 se mettent à vibrer axialement pendant le fonctionnement de la machine 1, chaque platine 22 est couplée au flasque 30 placé en vis-à-vis. Ainsi que montré sur les Figs. 1 et 2, chaque platine 22 est reliée au flasque 30 placé en vis-à-vis par des éléments de liaison réglables en longueur. En se reportant maintenant à la Fig. 2, on va décrire un élément de liaison disposé entre une platine 22 et un flasque 30, les autres éléments de liaison étant identiques. L'élément de liaison est formé par un tirant 40 comprenant deux bras tendeurs, respectivement 41 et 42, formés chacun par des cylindres pleins. Les bras tendeurs 41 et 42 sont reliés par une tige filetée 43 dont une première extrémité 43a est vissée dans un orifice taraudé 41a ménagé dans le premier bras tendeur 41 et dont une seconde extrémité 43b est vissée dans un orifice taraudé 42a ménagé dans le second bras tendeur 42. La tige filetée 43 est munie d'un écrou de blocage 44 des deux bras 41 et 42 dans une position déterminée l'un par rapport à l'autre, ainsi qu'on le verra ultérieurement. Dans l'exemple de réalisation représenté à la Fig. 2, le premier bras tendeur 41 est relié à la platine 22 par une vis 26 servant à la fixation du fond 24 sur ladite platine 22. Le second bras tendeur 42 est relié au flasque 30 par soudage. Selon une variante, ce second bras tendeur 42 peut être relié au flasque 30 par un élément de vissage, non représenté. Les bras tendeurs, respectivement 41 et 42, sont munis chacun d'un trou, respectivement 41 b et 42b, pour l'introduction d'un outil d'entraînement en rotation de chacun de ces bras afin de régler l'écartement de l'un par rapport à l'autre. Les tirants 40 sont placés entre les platines 22 et les flasques 30 à des emplacements choisis en fonction des fréquences des vibrations préalablement déterminées afin d'éviter que les platines 22 rentrent en vibration. Ces tirants 40 sont donc répartis autour du stator 10 et s'étendent parallèlement à l'axe de la machine 1. La pose de chacun des tirants 40 est réalisée de la façon suivante. Les opérateurs règlent la longueur de chaque tirant 40 en tournant l'un des bras tendeurs 41 et 42 de façon à obtenir une longueur pour chaque tirant 40 légèrement supérieure à la distance séparant la carcasse 20 du flasque 30 placé en vis-à-vis afin de créer entre ces deux pièces une tension lorsque le tirant 40 est posé. La position des bras tendeurs 41 et 42 l'un par rapport à l'autre est verrouillée par vissage de l'écrou 44. Ensuite, les opérateurs procèdent à la pose de chaque tirant 40 au niveau des emplacements préalablement définis. Pour cela, le bras tendeur 42 est fixé sur le flasque 30 par soudage ou par un élément de vissage et le bras tendeur 41 est fixé sur la platine 22 au moyen d'une vis 26. Ainsi, en installant des tirants 40 réglables avec la tige filetée 43 mise en tension, dans des endroits bien choisis par des calculs éléments finis, on intervient très sensiblement sur les fréquences propres de la carcasse 20 et par conséquent sur le comportement vibratoire de cette carcasse.5 REVENDICATIONS1.- Carcasse (20) de support d'un stator (10) d'une machine électrique tournante (1), du type comprenant une enveloppe extérieure (21) comportant, d'une part, à chacune de ses extrémités, une platine (22, 24) de support d'un palier d'un arbre solidaire d'un rotor et, d'autre part, de flasques internes (30) de support du stator (10) et s'étendant radialement vers l'intérieur de l'enveloppe (21) parallèlement aux platines (22, 24), l'arbre, le rotor et le stator étant disposés concentriquement depuis l'axe de la machine (1) vers l'extérieur, caractérisée en ce que chaque platine (22, 24) est reliée au flasque interne (30) en vis-à-vis par des éléments de liaison (40) réglables en longueur, répartis autour dudit stator (10) et s'étendant parallèlement à l'axe de la machine (1). 2. û Carcasse (20) selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque élément de liaison est formé par un tirant (40). 3. û Carcasse (20) selon la revendication 2, caractérisée en ce que chaque tirant (40) comporte deux bras tendeurs (41, 42) reliés entre eux par une tige filetée (43) munie d'un écrou (44) de blocage des deux bras (41, 42) dans une position déterminée l'un par rapport à l'autre après la rotation de l'un au moins de ces bras (41, 42). 4. û Carcasse (20) selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'un premier (41) desdits bras tendeurs (41, 42) est relié à la platine (22, 24) correspondante par un élément de vissage (26). 5. û Carcasse (20) selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'un second (42) desdits bras tendeurs (41, 42) est relié au flasque (30) correspondant par soudage ou par un élément de vissage. 6. û Machine électrique tournante (1), du type comprenant un arbre solidaire d'un rotor, un stator (10) et une carcasse (20) de support de ce stator (10), selon l'une quelconque des revendications précédentes.