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La présente invention concerne les machines dynamo-élec- triques et, plus spécialement, les rotors des turbo-alternateurs à grande vitesse.
Alors que le besoin d'augmenter le débit des turbo- alternateurs persiste, on rencontre des difficultés considérables si on veut augmenter les dimensions de ces machines. Ces difficultés se présentent surtout pour la manipulation de ces machines, et en particulier pour leur transport du lieu de fabrication au lieu d'utilisation qui peut souvent se trouver au delà des mers.
Il s'ensuit au'il n'est possible d'augmenter le débit d'une machine de ce genre au'en augmentant sa charge, ce qui en- traîne une augmentation de la chaleur à dissiper. Il est clair nue
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ce sont les conducteurs eux-mêmes qui constituent la principale source de chaleur, et laprésente invention se rapporte à une amélioration de la di ssipation de la chaleur dans les parti es exposées des têtes de bobines.
Il est courant que les conducteurs consistent en des bandes de cuivre rectangulaires superposées les unes aux autres de façon à constituer une bobine, chaque conducteur étant habi- tuellement composé de deux bandes de ce genre. Il a été proposé, dans le cas d'une telle construction, de ventiler les conducteurs par des passages radiaux percés à travers la bobine et combinés avecdes lumières de décharge pratiquées dans les faces latérales de la bobine, et aussi par des canalisations longitudinales.Les passages radiaux sont obtenus en découpant des encoches dans les différentes bandes de cuivre avant l'assemblage de celles-ci, puis- qu'il est impossible de forer dans les conducteurs assemblés* Cette solution présente des difficultés, parce qu'il est difficile d'aligner entre elles les encoches des différentes bandes.
Il a aussi été proposé de réaliser les canalisations longitudinales ,en usinant des rainures dans les faces accolées d'une paire de :bandes, de façon que, lorsque les bandes sont mises en place, les rainures soient en face l'une de l'autre et définissent une canalisation longitudinale. Ici de nouveau il a été difficile d'obtenir un alignement convenable des rainures des faces opposées et d'éviter un affaiblissement exagéré, au point de vue résistance mécanique, de la section des conducteurs, car il faut tenir compte qu'il s'agit de machines tournant 3 grande vitesse, sous des con- traites mécaniques sévères.
L'invention a pour but principal de procurer une construction perfectionnée qui évite les difficultés précitées.
La présente invention consiste en un rotor de turbo- alternateur ayant un enroulement composé de bandes conductrices superposées, chaque conducteur étant composé d'une paire de bandes et les têtes de bobines exposées de l'enroulement étant percées
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de passages radiaux dont la grande dimension est dirigée dans le sens longitudinal des conducteurs de façon à faciliter l'ali- ' gnement des ouvertures pratiquées dans les différentes bandes lorsqu'on assemble celles-ci, des lumières faisant communiquer, en outre, chacun de ces passages radiaux avec les faces latérales des bobines, ces lumières étant obtenues en découpant des encoches dans une des bandes constituant un conducteur.
Ces lumières font communiquer, de préférence, chaque passage radial avec les deux faces latérales d'une bobine,les lumières d'une face étant décalées par rapport à celles de l'autre face de manière à assurer la continuité du conducteur métallique.
Il est à noter qu'avec une construction de ce genre, les faces accolées des conducteurs ne sont pas exagérément entamées, de sorte qu'ils tiennent solidement ensemble et constituent un ensemble mécaniquement robuste.
Les têtes de bobines, dan's les cas considérés, sont normalement enserrées par une bague de cerclage normalement en acier de bonne qualité qui empêche l'enroulement de s'ouvrir radialement sous l'effet de la force centrifuge et, suivant une autre particularité dé la présente invehtion, des blocs interca- laires sont glissés entre les différentes bobines de l'enroulement et servent d'une part à remplir les espaces séparant les différen- tes bobines de l'enroulement et d'autre part à provoquer un courant de gaz de réfrigération dans les passages radiaux percés dans les conducteurs.
Ces blocs peuvent avantageusement être pourvus de lumières latérales en communication avec les lumières de décharge des conducteurs et avec les canalisations longitudi- nales,de façon que le gaz de réfrigération venant des conducteurs passe par des canalisations dans les blocs intercalaires pour attein dre le noyau du rotor, où le gaz se déchargedans des rainures lon- giutidnales pratiquées dans les dents du rotor entre les encoches.
Dans un tel cas, les blocs intercalaires sont divisés en morceaux
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mis bout à bout et l'ensemble peut constituer une construction bien rigide.
L'invention ressortira clairement de la description donnée ci-après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels:
La figure 1 est une vue perspective d'une partie de tête de bobine de rotor, sans les blocs intercalaires.
La figure 2 est une coupe longitudinale des têtes de bobine avec les blocs intercalaires en place entre les bobines.
La figure 3. est une vue en plan de la face .périphéri- que des têtes de bobines et des blocs intercalaires, et
La figure 4 est une coupe transversaled'un bloc inter- calaire.
A la figure 1, le noyau de rotor 1 comprend des encoches pour enroulement 2 fermées par des cales 3 de façon clas- sique, tandis que les dents entre les encoches sont pourvues de canalisations longitudinales 4 fermées, sur leur face périphérique, par des cales 5. Chaque conducteur se 'compose d'une paire de bandes, c'est-à-dire une bande supérieure 6 et une bande inférieure 7.Dans la forme d'exécution représentée, il y a sept conducteurs composés chacun de deux bandes.
Les différents conducteurs sont séparés entre eux par des couches de matière isolante 8.La ventilation est assu- rée par des passages radiaux traversant l'enroulement et représentés par les lignes en pointillé 9, ces passages allant de la face in- térieure de la bobine, à travers tous les conducteurs sauf le con- ducteur supérieur comme représenté à la figure 1, c'est-à-dire le conducteur radialement le plus extérieur. La grande dimension des passages radiaux 9 est dirigée dans le sens longitudinal des con- ducteurs, afin d'aligner convenablement les encoches percées dans les 'différentes bandes à l'assemblage de la bobine.
Il est à noter que ces ouvertures dans l'enroulement doivent être obtenues par estampage individuel de chaque bande avant l'assemblage, et, en utilisant des ouvertures de section ?llongée il est possible d' assurer l'alignement de celles-ci après assemblage.
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Dans la forme d'exécution représentée, des lumières de décharge sont découpées dans la bande inférieure 7 du conducteur supérieur et constituent des encoches 10 et 11, les encoches 10 faisant communiquer les extrémités des passages 9 avec la face avant des conducteurs (voir figure 1), tandis que les encoches 11 font communiquer les passages 9 avec la face arrière des bobines (voir figure 1). La bande supérieure b est continue sans encoches de façon à couvrir et obturer le dessus des encoches 10 et 11.
Il va de soi que, si, dans la forme d'exécution représentée, les lumières de décharge ou encoches 10 et 11 ne sont découpées que dans le conducteur supérieur, on peut aussi en prévoir dans d'autres conducteurs; elles peuvent, par exemple, être échelonnées le longdes bobines de façon que des passages différents 9 se dé- chargent à travers des conducteurs différents. Si d'autre part, dans la forme d'exécution représentée, chaque passage 9 se décharge par deux lumières 10 et une lumière 11, cela n'est pas indispensable toute combinaison de nombre de lumières pouvant évidemment être utilisée sur les deux faces.
Comme précité, une autre particularité de l'invention consiste à placer des blocs intercalaires dans les espacements entre bobines, c'est-à-dire entre les bobines A et B, entre les bobines B et C, etc.-.
Les figures 2 et 3 montrent comment des blocs inter- calaires 12 peuvent être introduits entre les différentes bobines dont l'ensemble est enserré par une bague de cerclage 13 maintenue elle-même au moyen de pièces de fixation 14 et 15. Les blocs inter- calaires 12 sont divisés en morceaux et emplissent complètement les espacements entre bobines A, B, C...
De cette manière, le gaz de réfrigération projeté axielement par le ventilateur de rotor (non représenté) passe par les ouvertures 16 dans la pièce de fixation 14, traverse l'espace 17 séparant les faces intérieures de l'enroulement et l'arbre 18, et monte par les passages radiaux
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9 traversant les conducteurs, pour s'échapper, par les lumières 10 et 11 sur les deux faces latérales des conducteurs, dans des creux 19 pratiqués dans les faces latérales des blocs interca- laires 12 et constituant des espaces à gaz. Ces creux 19 sont prévus sur les deux faces latérales des blocs, de façon que cer- . tains communiquent avec les lumières de décharge 10 de la bobine et ceux de l'autre face communiquent avec les lumières de décharge 11 de la bobine suivante.
Les creux 19 communiquent entre eux par des canalisations 20, de façon que le gaz venant des conducteurs aux blocs intercalaires passe par ces canalisations 20 jusqu'à atteindre éventuellement la face d'extrémité du noyau de rotor; d'ici le gaz passe dans les canalisations 4 des dents de rotor, pour sortir par des lumières de décharge radiales à la périphérie du rotor 21.
Comme précité, les blocs intercalaires sont faits en sections séparées suivant les lignes 21 (figure 4), et il est à remarquer que les blocs séparant les parties courbes des bobines, comme les blocs 12A, ont la forme voulue pour épouser les contour's de ces bobines. Il peut être intéressant, dans certains cas, de renforcer le courant de gaz réfrigérant dans les canalisations des blocs intercalaires et, à cet effet, des lumières supplémentaires 23 peuvent relier l'espace 17 (figure 2) aux creux 19 dans les blocs intercalaires.
La forme d'exécution décrite ci-dessus assure la ven- tilation des têtes de bobines exposées de l'enroulement, mais il faut prévoir des moyens supplémentaires pour ventiler les parties d'enroulement noyées dans les encoches., et ceci se fait, comme représenté, en faisant passer le gaz de l'espace 17 par des sous- encoches 24 représentées en pointillé à la figure , puis par des passages radiauy oercés dans les conducteurs noyés, et en le fai- sant sortir par des lumières 25 (figure 1) pratiquées dans les cales 3 des encoches.