Ventilation et refroidissement
Construction des machines tournantes. Caractéristiques

3.1 Rôle

La transformation de l’énergie mécanique en énergie électrique, ou inversement, ne peut s’effectuer sans pertes, l’énergie ainsi perdue étant transformée en chaleur.

La ventilation a pour but d’extraire les pertes internes de leurs différentes sources et d’assurer un refroidissement aussi homogène que possible des bobinages pour conserver aux matériaux isolants la longévité que peut attendre l’utilisateur. L’efficacité de la ventilation est primordiale en ce qui concerne le dimensionnement d’une machine électrique.

Il faut noter, cependant, que cette ventilation, s’effectuant le plus souvent par circulation d’air, engendre elle aussi des pertes mécaniques dues au frottement de l’air sur les différentes parois de la machine, dont celles des évents pratiqués dans le circuit magnétique, et au rendement des ventilateurs. Plus les pertes internes de la machine sont importantes, plus le débit d’air devra être élevé et plus les pertes mécaniques de ventilation seront grandes dans un même dimensionnement.

Dans de nombreux cas, la ventilation est attelée, ce qui signifie que c’est le rotor de la machine qui entraîne le mouvement de l’air. Dans certains cas, notamment pour les machines à rotor feuilleté (machines asynchrones ou synchrones lisses à pôles feuilletés), les évents de ventilation du rotor suffisent à assurer un débit d’air suffisant. Dans d’autres cas, notamment les alternateurs hydrauliques, on adjoint sur l’arbre un ventilateur axial, radial ou axio-radial de façon à garantir un débit d’air suffisant.

Parfois, un ventilateur externe entraîné séparément est installé, notamment dans le cas des machines à vitesse variable, où, à faible vitesse de rotation, une ventilation attelée ne serait pas suffisante. Dans ce cas, il faut prendre en compte l’énergie consommée par ce système de ventilation dans la détermination du rendement de la machine.