Yves BERTIN
: Maître de conférences - Laboratoire d’études thermiques (LET) - École Nationale Supérieure de Mécanique et d’Aérotechnique (ENSMA) de Poitiers
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Une machine électrique tournante est le siège de dissipations de différentes origines. Elles sont largement distribuées dans sa structure et, plus rarement, dans le fluide de refroidissement lui-même (machine à grande vitesse de rotation). Le dimensionnement thermique d’une machine électrique, c’est-à-dire le calcul du champ de température et la détermination des voies d’évacuation de la chaleur, fait appel à des lois générales et à des relations particulières que cet article vise à synthétiser. Quelques données thermophysiques concernant les matériaux et les fluides rencontrés dans ce contexte sont apportées. Notons que cet article fait largement appel à des références des Techniques de l’Ingénieur précisées dans le texte.
Cet article est réservé aux abonnés. Il vous reste 95 % à découvrir.
L’évaluation des transferts de chaleur dans la structure d’une machine tournante nécessite de connaître les caractéristiques du transfert convectif aux différentes parois de cette structure ainsi que les paramètres du transport de la chaleur dans les canaux de refroidissement. Il s’agit essentiellement des valeurs des coefficients d’échange convectif, des vitesses ou des débits de fluide, des propriétés thermophysiques (masse volumique, conductivité thermique, chaleur massique, viscosité dynamique) ainsi que des conditions de référence en température et en pression.
Les technologies développées amènent à s’intéresser, plus particulièrement, aux canaux axiaux ou radiaux présents au stator, entre le stator et le carter, dans le carter ou au rotor. Il s’agit également de la région privilégiée de l’entrefer, de l’environnement proche des têtes de bobines et de l’environnement externe du carter, ventilé ou non.
Il existe un nombre important de relations permettant d’accéder aux valeurs locales et moyennes des coefficients d’échange convectif, grandeur indispensable pour décrire les conditions limites nécessaires au calcul thermique complet d’une machine électrique. Ce paragraphe essaie de synthétiser les informations et les relations applicables aux parois d’une machine tournante. L’utilisation des relations appropriées nécessite de connaître au préalable la vitesse du fluide au voisinage des régions concernées. Pour une machine dite ouverte, la résolution d’un schéma hydraulique plus ou moins complexe peut être nécessaire. Dans tous les cas, elle doit être accompagnée de mesures appropriées.
3.1 Paramètres caractéristiques du transfert convectif
Les principaux paramètres sont les suivants.
Diamètre hydraulique du canal
Il est défini par :
( 5 )
avec :
P (m)
:
périmètre mouillé
S...
Cet article est réservé aux abonnés. Il vous reste 92 % à découvrir.
Conclusion