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RÉSUMÉ
Cet article est consacré aux principales machines électriques industrielles à courant alternatif, que sont la machine asynchrone (avec moteur à cage ou à bagues) et la machine synchrone. Ces deux machines possèdent des stators, ensemble fixe constitué d’une carcasse et d’un circuit magnétique bobiné, de même type. Pour la machine asynchrone, le couple électromagnétique est transmis à l’arbre par l’intermédiaire de la tôlerie du rotor, qui se présente en une seule pièce. Pour la machine synchrone, on distingue les rotors à pôles saillants et les rotors à pôles lisses.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Patrick BRUTSAERT : Ingénieur de l’École Nationale Supérieure des Arts et Métiers (ENSAM) - Ingénieur au Service Études Machines Tournantes - Société Jeumont S.A.
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Daniel LALOY : Ingénieur de l’École Supérieure d’Électricité (Supelec) - Responsable du laboratoire - Société Jeumont S.A.
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Damien VERBEKE : Ingénieur de l’École Nationale Supérieure d’Électrochimie et d’Électrométallurgie de Grenoble (ENSEEG) - Ingénieur au Service Études Machines Tournantes - Société Jeumont S.A.
INTRODUCTION
Dans ce dossier, nous étudions les principales machines électriques industrielles à courant alternatif :
Les alternateurs hydrauliques à axe vertical, les turboalternateurs fonctionnant dans l'hydrogène et les machines spéciales peu répandues de nos jours ne seront pas traités ici (dossiers « Alternateurs hydrauliques et compensateurs » [D 3 540], « Turboalternateurs » [D 3 530]).
Ce dossier fait partie d’une série sur la « construction des machines tournantes » :
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3. Rotors
3.1 Machines asynchrones
le lecteur pourra se reporter, dans ce traité, au dossier Machines asynchrones. Régime permanent [D 3 480].
3.1.1 Tôlerie et liaison avec l’arbre
Le couple électromagnétique est transmis à l’arbre par l’intermédiaire de la tôlerie du rotor.
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Les rotors comportent un arbre qui peut soit être lisse, soit comporter des bras :
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l’arbre lisse est en général réservé aux moteurs à deux pôles ou aux petites machines multipolaires à ventilation axiale ;
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les bras sont soudés sur l’arbre avant tout usinage, avec des précautions (traitements thermiques par exemple) pour éviter les contraintes dans les soudures ; de plus, la qualité de l’acier de l’arbre doit être choisie pour être facilement soudable.
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Les tôles du rotor en une seule pièce (figure 6) sont découpées et assemblées en paquets, sensiblement comme les tôles du stator, avec des tôles maîtresses, des tôles d’extrémité ou des doigts de serrage, éventuellement des intercalaires de ventilation et des joues de serrage.
Pour éviter que, en rotation, par suite de la force centrifuge, qui augmente avec le diamètre des tôles, il y ait un jeu entre arbre et tôles, on monte ces dernières sur l’arbre avec un serrage tel (environ 0,6 à 0,8 mm suivant le diamètre et la vitesse) qu’elles ne décollent de l’arbre qu’au-delà de la vitesse d’emballement.
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Pour les machines de grand diamètre, les tôles du rotor sont découpées en segments et le serrage est souvent assuré par des écrous vissés aux extrémités filetées de tiges rondes. L’ensemble est alors monté comme les tôles en une seule pièce sur des bras, des croisillons (figure ...
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