Stator à refroidissement par liquide pour machines dynamo-éleetriques. La présente invention a pour objet un stator à refroidissement par liquide pour ma chines dynamoélectriques (motrices ou géné ratrices).
Sur les dessins ci-joints, qui représentent, à titre d'exemple, diverses formes d'exécution de l'objet de l'invention Fig. 1 est une coupe longitudinale d'une partie d'une forme d'exécution de l'objet de l'invention, et fig. 1e représente schématique ment, pour deux formes d'exécution, les têtes de bobine de l'enroulement du stator; Fig. 2 est une vue en bout. de ce stator, représentant un support creux pour les têtes de bobine, qui forment les parties frontales de l'enroulement, celui-ci étant enlevé pour plus de clarté;
Fig. 3 est une vue similaire représentant ce support creux avec un certain nombre de bobines de l'enroulement du stator; Fig. 4 représente une variante du support creux de bobines d'enroulement pour de gros ses machines, ce support étant établi eu plu sieurs secteurs boulonnés ensemble, dont l'un (à la gauche de la figure) est représenté en partie seulement et eri coupe, taudis que le secteur adjacent est représenté sans plaque de recouvrement pour montrer le passage destiné au liquide refroidisseur,
le secteur suivant étant représenté avec plaque < le re- couvreinent eu position et les secteurs res tants doiinaut une vite de saillies eu spirale, entre lesquelles sont comprises des parties des têtes de bobine: Fig. 5, 5a, G et 6 ' représentent des pièces de détail ;
Fig. 7 représente une plaque de recouvre- ment pour le support de bobines creux re présenté aux fig. 3 et 4; Fig. 71, est un développement (approché) d'une coupe conique de parties représentées en fig. 1, 4 et 11:
Fig. 8 est urne vue en bout prise perpen- diculairement à la fig. 1, représentant l'un de plusieurs organes annulaires creux de re- froidisseinent de l'enroulement, établis dans le noyau du stator; Fig. 9 est une coupe prise perperidiculairu- nient à la fig. 8;
Fi-. 9 est un agrandissement d'une partie de la fig. 9; Fig. 10 représente une variante de cons truction de la partie représentée cri fig. 9; Fig. 102 est un agrandissement. d'une partie de la fig. 10 ;
Fig. 11 est une vue cri bout prise per- pendiculairement à la fig. 1 à l'inverse des fig. 2, 3 et 4, en regardant -à partir dit noyau du stator, et représentant la face sur le côté contigu à la couche externe de la partie frontale de l'enroulement,. d'une serre ex térieure creuse qui maintient ladite couche externe.
La fig. 1 montre trois types d'organes de refroidissement du stator, désignés respective ment par 1, 2 et 3, l'organe 3 formant en même temps serre extérieure, étant entendu qu'à. chaque extrémité .du stator, il y a deux organes de refroidissement 2, 3, l'un, 2, for mant un support pour .les têtes de bobine correspondantes de l'enroulement et l'autre, 3, formant une serre de retenue.
Le support 2 et la serre 3 se conforment à la disposition bien connue suivant laquelle les parties frontales de l'enroulement, formées par, les têtes de bobine, sont disposées chacune en deux couches selon la surface latérale d'un tronc de cône, comme indiqué schéma tiquement à la fig. 11; les parties rectilignes, ou côtés, des bobines y sont reliées par des têtes de bobine, dont chacune se compose de deu#_ parties courbées selon des spirales coni ques, dont l'une appartient à une couche interne 4 et l'autre à une couche externe 5.
La couche externe 5, qui est située dur côté concave de la surface conique, est maintenue par la serre 3 et pressée par elle contre la couche interne 4, qui est supportée par le support de bobines 2.
"fi l'intérieur du noyau du stator, l'en- rouli_mettt du stator petit être disposé soit en une seule couche, soit en deux couches superposées, comme cela est représenté à gauche et à droite de la fig. 11.
Le support de bobines 2 (fig. 2) consiste en un châssis en bronze, en laiton dur, ou en un autre métal- approprié avec des rai- nitres 9 s'engageant sur de,@ clavett(-s 10 maintenant en place les disques ou segments de disque cri tôle estampée du noyau du stator et serrant fortement ces pièces en semble.
Sur la partie de ce châssis qui est contiguë aux encoches 5 du noy ati du stator sont pratiquées, dans le métal du châssis, des encoches à enroulement 11 (fig. i à -1) faisant suite aux encoches 8 du noyau dit stator pour la réception de l'enroulement de celui-ci.
Pour supporter et loger les partis de l'enroulement qui se trouvent à l'extérieur des encoches dit noyau ou corps de stator, le support 2 comporte des évidements 1\' (fig.2) affectant la forme d'une partie de spirale sur la face conique externe du châssis du support 2, les côtés 14 de ces évidements étant formés par les parois de saillies 1 appartenant ait châssis du support 2. La largeur de ces évidements est faite assez grande pour recevoir lesdites parties d'en- roulement.
Les têtes de- bobine formant la couche interne 4 (fig. 3) se terminent en 6, près de la périphérie extérieure du support :.? et, en cet endroit; elles sont reliées aux têtes de bobine formant la couche externe 5 lesquelles sont recourbées en spirale et s'appliquent sur la couche interne 4, les têtes de bobine de la couche externe étant courbées en sens inverse des têtes de bobine de la couche interne.
Les têtes de bobine de la couche externe 5 sont logées dans une série d'évidements en spirale ménagés dans la serre de retenue et d'une manière similaire à celle décrite déjà pour le support 2, et un nombre plies ou moins grand d'évidements à enroulement de largeur plus ou moins grande sera prévu sur le côté interne de la face à enroulement de la serre de retenue 3, comme cela est représenté à la fig. 11. Les côtés 16 de ces évidements à enroulement seront formés par les parois de saillies 17.
Il sera parfois bon de diviser la serre clé retenue 3 cri un certain nombre de secteurs, comme cela est représenté dans la moitié inférieure de la fig. <B>Il</B> et dans le quadrant inférieur de droite à la fig. 1, les secteurs étant boulonnés ensemble par des boulons 18 à travers des oreilles ou rebords 19 à l'en droit des joints entre les divers secteurs; comme cela est représenté aux fig. 1, 3 et 7".
Lorsque les têtes de bobine sont toutes en place, avec les serres de retenue sur elles, leurs positions relatives seront. celles repré sentées à la fig. 1 et dans certaines parties de la fig. 3.
La serre de retenue 3 ou les diverses parties en forme de secteur qui la constituent sont tenues en place, de façon; à ne pas pouvoir tourner, par des clavettes 20 (fig. 1) s'engageant dans le bàti 21 du stator et sont fixées par des vis 22 vissées dans les sail lies entre les évidements à enroulement pré vus sur le support 2.
Polir refroidir les organes 2 et 3, des conduites ou poches internes 23, 24 y sont prévues pour recevoir un liquidè de refroi dissement, avec des cloisons 25 et 26, respec tivement, disposés pour distribuer et guider le liquide de refroidissement d'une manière uniforme à travers lesdites conduites ou poches.
Ces conduites ou poches sont fermées par des plaques de recouvrement en laiton dur ou en métal similaire, 27, 27", respectivement, appliquées sur des cordons usinés, 28, et y réunies à. joint étanche par soudure autogène, par soudage électrique ou par brasage, comme cela est représenté aux fig. 6, 6a, 7, 7", les plaques de recouvrement 27, 27a étant re présentées séparément aux fig. 6 et 7 et étant représentées soudées en place aux fig. 61, et 711. Grâce à ces dispositions,
on peut se servir de plaques métalliques très minces dans le voisinage immédiat. des têtes de bobine, et plus les plaques 27, 27a seront minces, moins seront forts les courants parasites y induit en raison de leur proximité des conducteurs actifs.
De la place est réservée pour la dilatation des têtes de bobine cil prévoyant un espace 29 entre le bâti 21 du stator et les têtes de bobine. En cet endroit, il est bon de faire sortir les fil, de connexion entre l'enroule ment et les bornes de la machine, auquel effet (pi) a réservé l'espace 30 à l'intérieur du bati du stator.
Les conduites 23 prévues dans le sup port 2 sont représentées comme ayant un par cours sinueux par suite de la disposition des cloisons 25 (fig. 2).- Dans chaque conduite 23, il y a deux orifices 31, de part et d'autre de la cloison 25, l'un pour l'entrée et l'autre pour la sortie dit liquide refroidisseur, ces orifices 31 étant reliés, d'une manière ap propriée quelconque, à des tuyaux ou con duits extérieurs ou à des conduits transver saux intérieurs 32 (fig. 1).
Si on le désire, le liquide refroidisseur peut être amené à s'écouler tout autour de la circonférence du support ou à passer en deux ou plus de deux courants distincts circulant sur une moitié, ou une partie moindre, de cette circonférence.
Les orifices d'entrée et de sortie 33 cor- respondants, pour le liquide refroidisseur, dans la serre de retenue 3 (fig. 11) peuvent être connectés de la même manière que ceux du support 2.
On voit par ce qui précède que le stator décrit comporte des saillies internes sur les faces des organes annulaires 2, 3. entre lesquelles se trouvent les tètes de bobine de l'enroulement du stator. Ces saillies ont l'avan tage d'empêcher les tètes de bobine de tourner ou de se déplacer angulairenient. Lwinise en place de ces saillies est d'ailleurs facile à opérer au troyen de vis à têtes noyées qui passent respectivement<B>là</B> travers des trous 34, 35 (fig. 5 et 5 ) pratiqués dans les saillies<B>15</B> et 17.
Il est aussi possible de visser les sail lies 15 à. la face du support 2 et les saillies 17 à la face des saillies 15. Une disposition de ce genre est représentée à la fig. 3. Les ai # distinctes 15 et 17 sont représentées s 'Ilies <B>1</B> séparément aux fig.:> et 5a et elles sont établies en métal non magnétique convenable, de haute résistance électrique, ou en fibre vulcanisée, en bois dur etc.
Si elles sont établies en métal, ou prévoit un certain nombre de traits de scie 36 ou<B>37,</B> pour ré- luire les courants parasites y induits et dus au voisinage immédiat des conducteurs actifs. Pour conserver la rigidité voulue, on peut remplir ces traits de scie avec un isolant.
Pour de grosses machines, il est bon de construire les organes annulaires 2 et 3 en plusieurs sections distinctes et d'établir; pour les plaques de recouvrement 27; des assises plus fortes que celles qui sont représentées à la fig. 2.
-Une construction de ce genre est repré sentée à la fig. 4 pour le support de bobines 2. Celui-ci est représenté composé de six sec teurs boulonnés ensemble par des boulons 18 passant à travers de solides brides 19 de ces -secteurs de façon à former un anneau complet. Les logements pour les tètes de bobines sont de nouveau prévus en fixant les saillies distinctes 15 sur la face conique du support. A la gauche de la fig. 4, l'un des six secteurs n'est que partiellement représenté, en coupe, afin de montrer plus clairement les saillies détachées 15.
Chacun de ces sec teurs est pourvu d'un espace à liquide de refroidissement dont le parcours est indiqué par des flèches sur le dessin, un passage de communication 38 étant pratiqué en travers, respectivement au-dessous (fig. 72)- de la cloi son médiane s9 subdivisant ledit espace du secteur.
La variante . correspondante, divisée en secteurs distincts, de la serre 3 est représentée sur la moitié inférieure 'de la fig. 11, comme on 1\a déjà dit plus haut.
Un développement (approché) d'une coupe conique des organes- annulaires 2 et 3, com posés de secteurs, est donné à la fig. 7a.
Les organes annulaires de refroidissement 1 (fig. 8), qui sont établis dans le corps ou noyau du stator ont des contours correspon dant à peu près à ceux des disques du noyau du stator qui sont représentées en section transversale aux fig. 1 et 1 , ces contours étant d'un type bien connu quelconque et variant suivant les exigences et le type de la machine. Les organes annulaires de re froidissement 1. ont à peu prés un centimètre d'épaisseur et sont pourvus, à leur intérieur, de passages de circulation -10, pour un liquide refroidisseur.
Comme les organes annulaires de refroi dissement 1 sont situés dans le champ magnétique actif, le métal dont ils sont cons titués sera -avantageusement de nature non magnétique, et sa partie périphérique interne, avec les dents de support 41 et les encoches 42 pour les côtés de l'enroulement, recevra une construction robuste et sera feuilletée pour réduire les courants parasites. Une cons truction avantageuse pour ces organes annu laires de refroidissement est représentée à la fig. 8.
Dans la moitié inférieure de la fig. 8, une plaque de recouvrement 43 pour les passages de circulation de liquide est représentée en position; mais, dans la moitié supérieâe, elle est omise pour laisser voir le siège 44 sur lequel elle repose et les passages 40 à l'in térieur de l'organe annulaire de refroidisse ment. Si la machine est de grandes dimen sions, l'organe annulaire de refroidissement pourrait être divisé en secteurs distincts.
La partie périphérique extérieure de l'or gane annulaire de refroidissement 1 est formée d'une couronne de laiton dur, 45, d'épaisseur radiale suffisante pour recevoir les rainures 9 et pour permettre de réaliser un bon joint soudé avec les plaques latérales de recouvre ment 43. La partie périphérique intérieure dudit organe annulaire 1 est formée par les plaques latérales 43 et deux anneaux inter calaires 46 servant de pièces d'écartement, pour procurer l'espace nécessaire pour les passages 40.
La largeur radiale des anneaux 46 sera suffisante pour permettre aux ci)- coches à enroulement 4 2 d'y étre pratiquées et pour offrir des joints solides et étanches, en dehors du champ magnétique.
Les passages de circulation de liquide refroidisseur, 40, sont for-niés en soudant ou cri brasant une bande 47 de champ sur l'une des plaques latérales 43, dont l'autre forme un joint étanche avec le bord libre de cette bande. Des lames directrices 48 sont prévues pour guider le liquide refroidisseur conjointe- ruent avec la bande 47 de façon à, le faire circuler suivant deux chemins concentriques e raccordant l'un à l'autre à l'endroit de la l < rnre 48. L'entrée et la sortie du liquide re froidisseur ont lieu par des tubulures de rac cord 49, soudées ou brasées ît la couronne extérieure 45.
Les divers joints entre les plaques 43 et les parties reliées avec elles peuvent être faits de la façon suivante (fig.9 et 9"). Chaque anneau intérieur .46 est soudé à, la plaque 43 adjacente par une soudure auto- gène 50, air coin interne voisin de la péri phérie intérieure de l'anneau et on soude les pièces 47 et 48 de champ sur l'une des plaques 43.. Les deux faces internes des anneaux 46 sont évidées de façon à former ensemble une gorge peu profonde 51 dans laquelle est introduit un fusible formant garniture.
La couronne extérieure 45, à face périphérique circulaire, est pourvue, sur ses côtés, de feuillures 44 pour recevoir les pla ques latérales 43 ainsi qu'un fusible formant garniture 53 entre celles-ci et la couronne 45.
On peut aussi adopter, à titre de variante, le mode de construction représenté aux fig. 10 et 108. La partie périphérique extérieure de l'organe annulaire de refroidissement 1 est formée d'une couronne 45, comme auparavant; mais la partie périphérique intérieure est formée ici par une plaque latérale 43 et une série d'anneaux 46 ayant des encoches à enroulement 42 (fig. 8) formées, à la péri phérie interne. L-a bande de cloisonnement 47 et les lames directrices 48 sont soudées à l'autogène ou brasées, sur la plaque latérale 43 et les anneaux 46 sont également soudés â cette plaque et les uns aux autres en 54.
Le support de bobines est complété eu sou dant à l'autogène, où à la soudure ordinaire, ou en brasant, une plaque latérale 55 en 56 à la couronne 45 et en 57 aux anneaux 46.
Dans ces figures de détail, les soudures ordinaires ou autogènes, ou les brasages, sont représentés en noir.
Dans l'un ou l'autre mode de construc tion, à la périphérie interne, les diverses parties métalliques, bien qu'en contact intime, ne sont pas reliées ensemble par des joints métalliques pleins sauf ;t l'endroit des sou dures et, par consc@qrrent, la formation de courants parasites est réduite.
Avec l'une ou l'autre construction, la couronne 45 des organes annulaires de re- froidissernerrt est dressée, an tour, it la péri phérie externe, des précautions étant prises pour que les rainures 9 correspondent exacte ment avec les rainures pratiquées dans les disques du noyau de stator et que les en coches à enroulement 42, prévues dans les organes annulaires 1, correspondent, aussi, exactement avec les encoches à enroulement 8 pratiquées dans les disques chi noyau de stator.
On a dit plus haut que les divers types d'organes de refroidissement sont avantageuse ment faits de bronze on de laiton: mais la construction n'est pas limitée seulement à ces métaux qui ne sont donnés qu'èt titre d'exemple, et il va sans dire qu'on pourrait utiliser tout autre m < ,tal convenable. De rnêtne, le liquide refroidisseur peut être de l'eau ou tout autre liquide convenable.
Bien entendu, le stator peut aussi être muni de conduits de ventilation.