CH394370A - Machine électrique - Google Patents

Description

  Machine     électrique       Dans la conception des grandes génératrices de  courant alternatif, on est guidé par trois facteurs es  sentiels qui retiennent particulièrement l'attention des       constructeurs    et des usagers, à savoir le refroidisse  ment, le rendement, l'encombrement.  



  L'accroissement rapide de la puissance unitaire  au cours de ces dernières années a pu être     réalisé     grâce à la fois à des     artifices    de construction, à l'amé  lioration de la qualité de certains matériaux, et à la  pratique du refroidissement direct des bobinages, qui  permet une     utilisation    toujours plus poussée des ma  tériaux, laquelle aura pour conséquence une diminu  tion du rendement pour des puissances encore ac  crues.  



  Les     difficultés    inhérentes aux trois facteurs     ci-          dessus    mentionnés et en relation avec les puissances  unitaires dépassant celles des plus grandes machines  en cours de construction, peuvent être surmontées  s'il est fait usage de la propriété qu'ont les métaux  presque purs portés à basse température, par exem  ple par de l'hélium, de l'air, ou de l'hydrogène à  l'état     liquide    ou même     gazeux,    de présenter une très  faible résistance au passage du courant électrique.  



  La présente invention concerne le refroidisse  ment des enroulements de machines électriques. Elle  a pour objet une machine électrique dont les enrou  lements sont refroidis au moyen d'un fluide à très  basse température, et dans laquelle les barres d'en  roulement sont composées de fils de faible diamètre  ou de rubans de faible épaisseur, en métal ou en al  liage conducteur aussi' pur que possible, isolés les uns  des autres, et séparés du circuit magnétique qui les  supporte et du milieu extérieur, à la fois par un iso  lant thermique et par un isolant électrique.

      Cette machine électrique est caractérisée en ce  que l'isolant thermique entourant l'ensemble des fils  ou des rubans conducteurs, ou une partie de ceux-ci,  est en partie évidé, de manière à constituer un en  semble de     canaux    longitudinaux, se trouvant en con  tact avec les conducteurs électriques, et     parcourus    par  le fluide refroidisseur.  



  Ce fluide peut être produit par un système     cryo-          génique    contrôlé, complété par les accessoires né  cessaires à la circulation dudit fluide et au maintien  d'une température constante dans le bobinage re  froidi,     correspondant    par exemple aux pertes mini  males de l'enroulement.  



  Le dessin annexé représente, à titre d'exemple,  trois formes de réalisation de l'invention concernant  plus particulièrement les bobinages induits de     turbo-          alternateurs.     



  La     fig.    1 représente, en coupe partielle, suivant  un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du rotor,  l'une des encoches     uniformément    réparties d'un sta  tor d'alternateur, contenant deux barres d'enroule  ment de section circulaire.  



  La     fi'g.    2 est une coupe partielle, suivant un plan  perpendiculaire à l'axe de rotation du rotor, faite  dans une encoche contenant deux barres de section  rectangulaire.  



  La     fig.    3 représente une coupe, suivant aussi un  plan perpendiculaire à     l'axe    de rotation du rotor,  faite dans une encoche du stator, les barres étant dé  doublées.  



       Suivant    l'exemple représenté sur la     fig.    1, chaque  barre d'enroulement 1 est composée de fils en métal,  tel que le cuivre ou     l'aluminium    par exemple, ou en  alliage conducteur, aussi purs que possible, d'un dia-      mètre faible, par exemple une fraction de     millimètre,     isolés entre eux soit par une couche d'oxyde, soit  par un     émail    ou un     produit    synthétique, et torsadés  ensemble, de manière que la barre ait une     certaine     rigidité qui peut être accentuée par une imprégnation  dans une résine thermodurcissable occupant les in  terstices et que chacun d'eux occupe toutes les posi  tions dans la hauteur de la barre,

   réalisant ainsi une       transposition    équivalente à celle d'une barre clas  sique, du type     Roebel    par exemple, ce qui permet de  réduire sensiblement l'ensemble des pertes dues au  courant dans la totalité de l'enroulement ; l'ensemble  des fils conducteurs de chaque barre est entouré de  segments 2 juxtaposés, en matériau présentant une  grande résistance au passage de la chaleur, et en       partie    évidés de manière à constituer un ensemble  de canaux 3 longitudinaux, en contact avec les con  ducteurs     électriques,    dans lesquels circule un fluide  à basse température qui assure le refroidissement des  fils sur une grande surface ;

   si c'est nécessaire, on  prévoit un     canal    supplémentaire 4, dans l'axe de la  barre, qui peut être obtenu par suppression d'un cer  tain nombre de torons de fils, ainsi qu'un complé  ment d'isolation     thermique    5, constitué d'un ruban  à grand pouvoir isolant recouvrant les segments 2,  afin de     diminuer        l'importance    des appareils     cryogé-          niques.    Un isolant diélectrique 6 sépare les barres de  la masse du circuit magnétique 7.  



  Les barres sont reliées aux collecteurs d'amenée  et d'évacuation du fluide refroidisseur par l'inter  médiaire de     douilles    appropriées raccordées à des  tubes de préférence en matériau isolant, l'ensemble  étant isolé du milieu extérieur par un recouvrement  à faible     conductibilité    thermique ; les extrémités des  barres et les     douilles    sont     recouvertes    par surcroît  d'un isolant électrique ; une - connexion métallique  entre ces dernières assure la liaison électrique entre  les barres.  



  Ces dispositions, permettant de faire passer des  courants intenses     dans    un petit volume de conduc  teurs, présentent le double avantage de diminuer très  sensiblement le volume des machines ainsi que leurs  pertes globales, ou d'augmenter sensiblement leur    puissance en maintenant leur poids et leur rende  ment à des valeurs données.  



  Dans l'exemple de la     fig.    2, les barres sont de  forme     rectangulaire    ; elles peuvent être composées  de fils, comme dans l'exemple de la     fig.    1, ou de ru  bans minces isolés entre eux comme les fils et dis  posés de manière que l'empilage des rubans soit fait  suivant la hauteur des encoches ; la compacité et la  rigidité de ces barres composées de rubans peuvent  être assurées par une imprégnation de résines ther  modurcissables ; des     cornières    8 sont appliquées aux  angles de la barre afin de ménager des conduits 9  pour le passage du fluide refroidisseur ; les isolants  thermique 5 et diélectrique 6 séparent les conduc  teurs et le fluide de l'extérieur.  



  L'exemple de la     fig.    3 concerne le cas où la lar  geur des barres rend préférable leur division en deux       parties    10 et 11 afin de mieux assurer leur refroidis  sement. On retrouve les mêmes éléments que dans  l'exemple de la     fig.    2, avec un canal supplémentaire  12 en contact avec les deux parties de barre 10 et 11.

Claims (1)

1. REVENDICATION Machine électrique dont les enroulements sont refroidis au moyen d'un fluide à très basse tempéra ture et dans laquelle les barres de l'enroulement sont composées de fils de faible diamètre ou de rubans de faible épaisseur, en métal ou en alliage aussi pur que possible, isolés les uns des autres et séparés du cir cuit magnétique qui les supporte et du milieu ex térieur, à la fois par un isolant thermique et un iso lant électrique, caractérisée en ce que l'isolant ther mique entourant l'ensemble des fils ou des rubans conducteurs, ou une partie de ceux-ci, est en partie évidé, de manière à constituer un ensemble de ca naux longitudinaux,

   se trouvant en contact avec les conducteurs électriques, et parcourus par le fluide refroidisseur.