Dispositif à circuits amortisseurs aux rotors cylindriques de générateurs électriques. La présente invention se rapporte à un dispositif à circuits amortisseurs aux rotors cylindriques de générateurs électriques.
Dans ce genre de rotors, il a été déjà pro posé de prévoir des circuits amortisseurs dont les membres longitudinaux sont cons titués par des bandes ou cales retenant les bobines du rotor dans des encoches longitu dinales de celui-ci, lesdites bandes ou cales étant faites à cet effet de matière bonne con ductrice de l'électricité, et les connexions ter minales entre lesdites bandes ou cales étant établies par des bagues de grande conducti- bilité électrique interposées entre l'extrémité du rotor et des chapeaux de serrage servant à retenir les connexions terminales des bo bines du rotor.
Dans d'autres cas, on se sert de parties du noyau même du rotor pour for mer des connexions terminales entre les ban des ou cales constituant les membres longi tudinaux des circuits amortisseurs. Les deux dispositions présentent des difficultés consi dérables, tant au point de vue mécanique qu'au point de vue électrique. Pour éviter ces difficultés, les circuits amortisseurs du dispositif suivant l'inven tion sont formés par une cage se supportant par elle-même, indépendante de joues termi nales de retenue de l'enroulement du rotor et comprenant des membres longitudinaux et des membres transversaux circonférentiels, logés dans le noyau du rotor à une distance plus grande de son axe que l'enroulement du rotor.
Pour les membres longitudinaux de cette cage, on pourra employer des bandes ou cales disposées pour retenir les bobines de l'enroulement du rotor dans des encoches longitudinales de celui-ci, comme dans une des dispositions précitées, ces bandes ou cales étant de préférence faites de cuivre dur, bronze, duralumine, ou autre matière bonne conductrice. Dans les parties du rotor, où il n'y a pas de parties d'enroulement, les cir cuits amortisseurs pourront se loger dans des encoches longitudinales spéciales du rotor, si c'est nécessaire.
Pour les membres transver saux, on pourra employer des bagues conduc trices disposées aux extrémités du rotor, dans des rainures circonférentielles du corps du rotor, les membres longitudinaux et trans versaux étant de préférence noyés dans le noyau du rotor de façon à affleurer à peu près la surface périphérique de celui-ci.
Le dessin annexé, donné à titre d'exem ple, concerne plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue schématique de l'en semble d'un rotor de générateur électrique avec une forme d'exécution de l'objet de l'in vention; Les fig. 2, 3, 4 et 5 sont des coupes longi tudinales à plus grande échelle, montrant dif férents moyens pour loger et fixer en place les membres circonférentiels de la cage amor- tisseuse; La fig. 6 est une coupe transversale mon trant un autre moyen pour fixer les mem bres circonférentiels de la cage amortisseuse; Les fig. 7 et 8 sont des coupes de détail longitudinales suivant les lignes VII-VII et VIII-VIII de la fig. 6;
Les fig. 9 et 10 sont des coupes transver sales montrant d'autres formes d'exécution au point de vue de la fixation des membres cir- conférentiels; La fig. 11 est une vue en perspective par tielle d'un membre longitudinal et d'un mem bre circonférentiel en position pour être fixé en place suivant le mode de la fig. 10;
Les fig. 12 et 13 sont des coupes longi tudinales par une encoche de rotor et une dent de rotor, montrant encore un autre moyen pour loger et fixer un membre circonféren- tiel. ' En se référant à la fig. 1 du dessin, 1 dé signe le noyau du rotor représenté avec un arbre 2 et avec des joues terminales en forme de chapeau 3 renfermant et retenant les con nexions terminales des bobines de l'enroule ment du rotor. Cet enroulement n'est pas représenté à la fig. 1. Il est logé dans des encoches longitudinales du rotor et y est re tenu de la manière bien connue, par des ban des ou cales profilées en queue d'aronde, chassées dans les parois des encoches et in diquées schématiquement à la fig. 1 par de simples lignes 4.
Ces bandes ou cales, qui constituent les membres longitudinaux de la cage amortisseuse, sont faites en métal non magnétique solide de grande conductibilité électrique, tel que du cuivre dur, bronze, duralumine elle. Les membres transversaux circonférentiels sont indiqués schématique ment en 6, au nombre de quatre, bien qu'il puisse y en avoir deux ou un nombre pair plus grand que quatre. Ils sont disposés près des extrémités du noyau cylindrique du rotor et sont faites de matière non magnétique bonne conductrice de l'électricité, qui peut être semblable à celle dont sont formés les membres longitudinaux précités 4.
Les membres transversaux circonférentiels 6 sont logés dans des rainures pratiquées dans le corps du noyau et entrecroisant les encoches recevant les membres longitudi naux 4. Pour des raisons mécaniques et élec triques et aussi pour éviter une obstruction à la ventilation, ils sont de préférence logés dans ces rainures de façon à être approxima tivement à fleur de la surface périphérique du noyau 1 du rotor. Il suffit de décrire les dispositions relatives à un seul de ces mem bres transversaux circonférentiels.
Dans la fig. 2, qui est une coupe longi tudinale par une partie terminale de l'un des membres longitudinaux de la cage amortis- seuse, le membre transversal circonférentiel est logé dans une rainure circonférentielle 7 formée dans le membre longitudinal 4 et aussi dans les dents du noyau du rotor. Cette rainure peut être pratiquée ou fraisée dans le rotor achevé après que les membres longi tudinaux 4 y ont été fixés et que les joues ou chapeaux 3 y ont été enfilés. Les mem bres transversaux sont de section transver sale en queue d'aronde, comme représenté, et les rainures 7 sont également dé section trans versale en queue d'aronde, les membres ou conducteurs 6 y étant retenus au moyen de bandes matées 8 en cuivre doux ou autre ma tière relativement tendre.
Une paroi de ces rainures 7 est taillée en retrait en 9 pour former un rebord de retenue pour la, bande matée 8. Une bande segmentaire en acier, formant cale, peut être disposée au fond des rainures 7, comme représenté en fig. 3, pour main tenir ou assurer la position longitudinale des membres 4 profilés en queue d'aronde. Dans quelques cas, au lieu d'employer des mem bres transversaux 6 en métal dur, retenus dans les rainures 7 par des bandes matées en cuivre doux ou autre matière relativement tendre, lesdits membres peuvent être faits eux-mêmes de cuivre doux ou tendre et être matés dans les rainures 7.
On sait que les membres ou conducteurs 4 de retenue de l'enroulement du rotor sont susceptibles de ramper légèrement à l'inté rieur des encoches par suite de leur dilatation ou contraction différente par rapport à la matière dont est fait le noyau du rotor. Pour éviter des endommagements aux joints entre les membres longitudinaux 4 et les membres transversaux 6 par suite de cette tendance à ramper, chaque membru longitudinal 4 est avantageusement sectionné transversalement avec des intervalles d'air pour la dilatation entre les sections ou tronçons ainsi formés.
Par exemple, chaque membre ou conducteur longitudinal 4 peut être sectionné en trois sections ou tronçons, deux tronçons termi naux auxquels sont reliés les membres trans versaux ou circonférentiels et un tronçon mé dian capable de se mouvoir légèrement indé pendamment des tronçons terminaux. Ces derniers sont de préférence relativement courts de manière à n'avoir qu'une très fai ble tendance à ramper. En fig: 2, un de ces tronçons terminaux est indiqué en 4a avec un intervalle d'air 10 entre lui et le tronçon médian du membre conducteur 4.
La con nexion électrique entre les différents tron çons du membre sectionné 4 peut être réali sée au moyen d'une lame sous-jacente 11 en matière non magnétique, bonne conductrice de l'électricité, par exemple en cuivre, dis posée pour ponter les extrémités contiguës des tronçons ou sections. Cette lame 11 peut se trouver immédiatement à l'extérieur de l'enveloppe isolante 12 des bobines du rotor qui sont indiquées schématiquement en 13. Les lames 11 sont appliquées contre les tronçons ou sections des membres ou conduc teurs longitudinaux 4 avec une pression con sidérable par l'effet de la, force centrifuge lorsque le rotor tourne.
Dans des turbo- alternateurs, par exemple, cette pression peut atteindre une valeur de plusieurs tonnes par pouce de longueur, de sorte qu'on obtient un bon contact électrique des lames sur les sec tions ou tronçons des membres longitudinaux. Les surfaces de contact entre les lames 11 et les tronçons des membres longitudinaux ainsi que celles entre ces derniers et les membres transversaux ou circonférentiels peuvent être étamées ou plaquées d'un autre métal pour éviter la corrosion et pour assurer une bonne conduction aux endroits de jonction.
Dans la variante des fig. 4 et 5, le mem bre circonférentiel 6 présente la forme d'un anneau qui est fendu en un endroit pour lui permettre d'être glissé en position dans une rainure circonférentielle prévue pour lui dans les membres longitudinaux 4 et les dents du noyau du rotor. Cette rainure s'étend dans les membres longitudinaux comme montré en fig. 4, complètement jusqu'à la face inté rieure du tronçon terminal 4a représenté de façon à diviser celui-ci en deux parties.
L'an neau circonférentiel 6 présente une section transversale en forme de coin avec sa base plus étroite tournée vers l'extérieur, la rai nure circonférentielle dans laquelle il est logé présentant dans sa partie 14 comprise dans le membre longitudinal, une section de forme correspondante (fig. 4), tandis que dans les parties 15 (fig. 5) qui sont situées dans les dents du rotor, elle a ses parois la térales dirigées parallèlement l'une à l'au tre, à une certaine inclinaison par rapport à l'axe longitudinal du rotor. Dans tous les cas, l'anneau 6 fait contact intime avec les portions du tronçon terminal 4a, la force centrifuge agissant sur lui tendant à assu rer ce contact.
Le tronçon terminal 4a est retenu en position contre des mouvements dans le sens longitudinal au moyen de col liers de blocage 16, en acier, de section rec tangulaire, logés dans des gorges transver sales 17, 18 formées dans le noyau 1 du rotor, comme représenté à la fig. 5. Au lieu des colliers 16, d'autres organes de retenue peuvent être employés pour bloquer les tron çons terminaux 4a des membres ou conduc teurs longitudinaux 4.
Dans la forme d'exécution des fig. 6 à 8, les anneaux circonférentiels 6 sont réduits, en section transversale, aux endroits où ils croisent les membres longitudinaux et pas sent sous des becs 19 en saillie sur les tron çons de ces derniers. Dans les cas où l'on trouve que la pression due à la force centri fuge n'assure pas un contact électrique suf fisamment intime entre les anneaux circon- férentiels et les membres longitudinaux, des lames de cuivre peuvent être passées sous lesdites parties, de la manière décrite plus haut et comme représenté, par exemple, en 11 à la fig. 12.
A titre de variante, les anneaux circon- férentiels peuvent passer à l'extérieur des membres longitudinaux, les dispositions étant de préférence telles que l'effet de la force centrifuge soit utilisé à assurer le contact électrique entre lesdites parties. Par exem ple, les anneaux circonférentiels 6 peuvent être pourvus, à leur périphérie intérieure, d'entailles en queue d'aronde 20 (fig. 9) pour recevoir les membres ou conducteurs longi tudinaux 4 également entaillés à ces endroits pour se loger par une partie réduite 4b dans lesdites entailles.
Dans la forme d'exécution des fig. 10 ci- 11, le tronçon terminal 4a représenté est pourvu d'une rainure transversale 21 tant sur sa face interne que sur ses faces laté rales inclinées pour y recevoir une bande de cuivre 22 coudée autour dudit tronçon comme représenté à la fig. 11, de façon à se trou ver à fleur de celui-ci pour permettre d'in troduire le tronçon 4a avec la bande coudée 22 dans l'encoche correspondante du noyau 1 du rotor (fig.
10) à l'extérieur de l'enroule ment de celui-ci, après quoi les extrémités de la bande 22 sont ramenées vers l'intérieur dans une rainure circonférentielle 23 du noyau du rotor et reliées, en recouvrement, aux extrémités adjacentes de bandes analo gues voisines, soit au moyen de vis de ser rage 24 traversant des trous 25 dans les ex trémités de recouvrement des bandes adja centes 22 (partie gauche de la fig. 10), soit au moyen de cales de blocage 26 chassées dans de courtes encoches 27 formées dans le noyau du rotor (partie droite de la fig. 10), les vis de serrage 24 et les cales de blocage 26 étant faites de matière non magnétique. L'ensemble de ces bandes réunies 22 forme le membre circonférentiel de connexion entre les membres longitudinaux.
Dans les dispositions des fig. 12 et 13, les anneaux circonférentiels sont retenus mé caniquement en place par les membres longi tudinaux 4 et, entre ces derniers, par les dents du noyau du rotor d'une manière quel que peu semblable aux colliers 16 décrits plus haut par rapport aux fig. 4 et 5. Les tronçons terminaux 4a des membres longi tudinaux sont divisés cri deux parties dont l'une est entaillée en retrait, comme montré en 28 à la fig. 12, le membre circonférentiel 6 étant logé dans la portion en retrait 28 comme représenté.
Les dents du noyau du rotor sont pourvues d'une rainure circonféren- tielle 29 (fig. 13), qui est conformée de ma nière à permettre le centrage ou l'introduc tion du membre circonférentiel 6 dans ladite rainure, celui-ci pouvant être bloqué dans cette rainure par sertissage ou matage fai sant pénétrer une partie 30 du membre dans un renfoncement au fond de la rainure 29.
On comprend que le nombre de membres circonférentiels à chaque extrémité du noyau pour réunir les membres ou conducteurs lon gitudinaux de la cage amortisseuse peut va rier. Ces membres circonférentiels peuvent aussi servir à l'établissement de connexions électriques avec des bandes ou barres longi tudinales particulières logées dans des par ties du rotor dans lesquelles il n'y a pas d'enroulement, ni d'encoche à enroulement.