<B>Machine électrique dont les enroulements</B> rotoriques sont refroidis Afin de pouvoir suivre la progression de la puis sance unitaire des turboalternateurs, les constructeurs ont utilisé des procédés adéquats pour refroidir de plus en plus efficacement les bobines inductrices de ces machines.
C'est ainsi que l'air a été remplacé par l'hydro gène, dont on a augmenté progressivement la pres sion, et que l'on envisage maintenant de faire passer un liquide dans les conducteurs. On obtient facilement des circuits de refroidissement symétriques par rap port au plan vertical de symétrie du corps du rotor, en admettant le gaz aux deux extrémités de ce dernier et en le faisant s'échapper dans l'entrefer ; on réalise ainsi une répartition symétrique de la température des conducteurs dans tout l'enroulement, ce qui évite les vibrations mécaniques du rotor, qui peuvent se pro duire quand les températures y sont inégalement réparties.
En ce qui concerne le refroidissement de ces bobi nages par un liquide parcourant les conducteurs, les systèmes proposés prévoient l'entrée et la sortie du liquide, soit d'un même côté du rotor, soit séparées et placées à ses deux extrémités, le liquide parcourant alors une ou plusieurs spires ou une demi-spire, ce qui ne procure pas la symétrie des températures dans le bobinage.
La présente invention a pour but de fournir une machine électrique permettant d'obtenir une plus grande efficacité du refroidissement, ainsi que l'équili bre des températures des bobines inductrices. La machine faisant l'objet de l'invention, dont les enrou lements rotoriques sont refroidis par un liquide par courant un ensemble de tubes refroidisseurs disposés dans les encoches, est caractérisée en ce que ces tubes refroidisseurs sont raccordés au moins approximative- ment au milieu de leur partie située dans l'encoche à un tube d'entrée ou de sortie logé dans le fond de l'encoche.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution de la ma chine objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe transversale de cette forme d'exécution faite dans une encoche, perpendi culairement à l'axe de rotation du rotor, la fig. 2 représente une demi-bobine vue perpen diculairement à l'axe de rotation du rotor, avec son tube d'alimentation en liquide des tubes médians, la première rangée radiale de conducteurs ayant été enlevée sur une partie de sa longueur, et la fig. 3 est une vue schématique du circuit de liquide d'une bobine.
Dans la machine représentée (turbo-alternateur synchrone), chaque bobine comporte deux nappes de conducteurs 1 empilés radialement, placés de part et d'autre d'une nappe médiane de tubes métalliques 2, en cuivre de préférence, parcourus par un liquide refroidisseur et séparés des conducteurs 1 par une mince couche d'isolant 3 ou d'émail, ou encore par un enrubannage de faible épaisseur ;
l'axe de symétrie de la rangée de tubes peut être incliné par rapport au rayon du rotor qui passe par son centre de gravité, de manière que la force centrifuge de l'une des nappes de conducteurs 1 exerce en marche une pression de con tact sur les deux faces latérales des tubes, la chute de température entre les conducteurs et les tubes étant ainsi réduite à sa valeur minimale en raison de la suppression des jeux pouvant exister entre les deux rangées de conducteurs et les tubes à l'état de repos. Une gaine isolante 4 assure l'isolement de chaque bobine par rapport à la masse du rotor 5. Les conduc- Leurs 1 peuvent être connectés en série dans chaque bobine ou en parallèle deux à deux, soit un dans chacune des deux nappes à un même niveau géomé trique.
Les tubes 2 sont reliés au fond de l'encoche soit directement, soit par l'intermédiaire d'une boîte de raccordement à un tube 6 par lequel le liquide arrive dans les bobines ou s'en échappe.
Si le tube 6 est métallique, il est isolé de la masse du rotor comme indiqué sur la fig. 1 et raccordé au collecteur d'eau correspondant par un tube isolant non représenté sur la figure.
Au lieu d'avoir une forme rectangulaire, les enco ches peuvent avoir une forme trapézoïdale, de façon à utiliser différemment la matière magnétique du rotor, la rangée de tubes refroidisseurs pouvant être encore inclinée par rapport au rayon passant par son centre de gravité.
La fig. 2 représente schématiquement un côté de bobine inductrice parallèle à l'axe de rotation du rotor.
Les tubes 2 sont divisés dans leur longueur en deux tronçons égaux ; ils sont courbés vers le milieu du côté de la bobine pour être raccordés au tube 6 ; il en est de même pour le côté opposé de la même bobine, de sorte que le liquide se divise en deux flux de sens opposés dans les tubes 2 comme l'indique schématiquement la fig. 3 ; il en résulte que le liquide ne parcourt qu'une demi-longueur de bobine et que dans chaque demi-bobine, il y a symétrie de la tem pérature par rapport au plan vertical de symétrie du corps du rotor, ce qui évite le trouble de l'équilibrage en marche qui se produit dans le cas où il y a une mauvaise répartition de la température dans le rotor.
Les dispositions des fig. 2 et 3 permettent une plus grande efficacité du refroidissement et une plus grande puissance que dans le cas où le liquide par court toute la bobine, parce que, d'une part l'échauf fement de ce dernier est deux fois plus faible pour une même vitesse d'écoulement et d'autre part pour la même chute de pression le débit du liquide peut être sensiblement augmenté, ainsi que son coefficient d'échange de chaleur.
Ce dispositif ne nécessite que deux raccordements hydrauliques par bobine ; si l'on voulait pousser plus loin la subdivision du circuit du liquide, il faudrait doubler ce nombre, ce qui permettrait de diviser cha que bobine en quatre circuits de même longueur ; dans ce cas, le liquide pourrait entrer par le milieu des parties droites des bobines et en sortir par le milieu des têtes de bobine à chaque extrémité du rotor ou vice-versa.
Le raccordement des tubes refroidisseurs 2 aux tubes 6 pourrait aussi se faire par l'intermédiaire de boîtes disposées entre les deux nappes de conducteurs 1, ces boîtes étant elles-mêmes raccordées aux tubes 6, ce qui éviterait de couder les tubes ; dans le cas de la fig. 2, il y aurait deux boîtes par côté de bobine ou une seule boîte à double voie.
En variante à la disposition des tubes et des con ducteurs de la fig. l , chaque tube 2 peut être nu et en contact avec les conducteurs voisins qui l'encadrent ; les tubes sont dans ce cas raccordés non plus en bloc, mais sur des boîtes constituées d'éléments isolés élec triquement entre eux, la circulation du liquide restant conforme à celle décrite ci-dessus.
Le refroidissement d'une bobine peut ainsi s'effec tuer en introduisant le liquide refroidisseur au milieu de l'une des deux parties droites de la bobine et en le retirant au milieu de l'autre partie droite, ou encore en introduisant le liquide refroidisseur au milieu de chacune des deux parties droites et en le retirant au milieu des têtes de bobines ou vice-versa, ce qui per met d'obtenir un raccourcissement de la longueur des circuits parcourus par le liquide refroidisseur et une symétrie dans la répartition des températures le long des conducteurs.