СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ Российский патент 1995 года по МПК H02K3/42 H02K1/16 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам, и может быть использовано в мощных турбогенераторах.

Известен статор электрической машины, например турбогенератора, у которого для защиты торца активной стали сердечника от магнитного потока рассеяния лобовых частей обмотки применен электропроводный экран из материала с малым удельным сопротивлением (медь), состоящий из, плоского кольца в области спинки с зубцами, заходящими в пространство между стержнями обмотки статора и замкнутыми в области зазора машины под обмоткой статора короткозамыкающим кольцом [1] Электропроводный экран представляет собой решетчатый экран из двух колец различного диаметра, замкнутых между собой радиальными перемычками.

К недостаткам этого статора относятся чрезвычайно высокие значения токов, потерь и нагрева в элементах экрана, в результате чего использование этого устройства практически невозможно из-за сложности мероприятий по его охлаждению.

В качестве прототипа взят статор электрической машины, содержащий сердечник с обмоткой, в котором электропроводное кольцо (медь) установлено на нажимных пальцах, соединенных электрически с нажимной плитой и электропроводным кольцом с образованием решетчатого экрана.

Недостатком прототипа является то, что для эффективной работы решетчатого экрана короткозамыкающее электропроводное кольцо в области зазора машины должно иметь соответствующую площадь сечения, а при одном кольце возникает большой ток в нем, часть которого индуцируется основным магнитным потоком. Это также приводит к недопустимому нагреву электропроводного кольца.

Целью изобретения является повышение надежности и нагрузочной способности.

Для этого в статоре электрической машины, содержащем шихтованный сердечник с обмоткой, нажимные плиты, нажимные пальцы на зубцах, замкнутые со стороны расточки короткозамыкающими элементами, между нажимной плитой и пальцами расположен электромагнитный экран из материала с высокой электропроводностью, короткозамыкающие элементы выполнены в виде нескольких короткозамыкающих колец, смещенных в осевом направлении, причем по окружности чередуются нажимные пальцы, присоединенные к различным короткозамыкающим кольцам, а на поверхности колец, обращенной к расточке, выполнены кольцевые канавки.

На чертеже изображена торцевая зона статора турбогенератора.

Статор содержит шихтованный сердечник 1, нажимные пальцы 2, нажимную плиту 3, обмотку 4, электромагнитный экран 5, короткозамыкающие кольца 6, кольцевые канавки 7 в короткозамыкающих кольцах.

Статор работает следующим образом.

В нагрузочном режиме осевая составляющая индукции на торце статора индуцирует циркуляционные токи, которые замыкаются по короткозамыкающим кольцам 6, нажимным пальцам 2 и электромагнитному экрану 5, образуя замкнутые контуры токов на полюсном делении, что делает возможным защиту не только область спинки, но и зубцовую зону крайних пакетов от потоков рассеивания. В короткозамыкающих кольцах 6 протекает ток, индуцированный как осевой составляющей индукции, так и основным магнитным потоком в зазоре машины. При этом контур тока в короткозамыкающих элементах разделяется короткозамыкающими кольцами 6 и канавками 7 на несколько частичных контуров, в результате чего величина токов, индуцируемых основным магнитным потоком, снижается в несколько раз (примерно пропорционально количеству колец и канавок). Поскольку выделяющиеся в замыкателях потери зависят от квадрата величины циркуляционных токов, то суммарные потери в замыкателях существенно снижаются.

По сравнению с прототипом использование изобретения позволяет эффективнее достичь повышения надежности и нагрузочной способности турбогенератора.

Использование: в мощных турбогенераторах. Сущность изобретения: статор содержит шихтованный сердечник 1 с обмоткой 4, нажимные пальцы 2 и нажимную плиту 3. Нажимные пальцы 2 присоединены к короткозамыкающим кольцам 6, расположенным со сдвигом в осевом направлении. По окружности чередуются нажимные пальцы, присоединенные к различным кольцам. На поверхности колец, обращенной к расточке, выполнены кольцевые канавки 7. 1 ил.

СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащий шихтованный сердечник с обмоткой, нажимные плиты, нажимные пальцы на зубцах, замкнутые со стороны расточки короткозамыкающими элементами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и нагрузочной способности, между нажимной плитой и пальцами расположен электромагнитный экран из материала с высокой электропроводностью, короткозамыкающие элементы выполнены в виде нескольких короткозамыкающих колец, смешенных в осевом направлении, причем по окружности чередуются нажимные пальцы, присоединенные к различным короткозамыкающим кольцам, а на поверхности колец, обращенной к расточке, выполнены кольцевые канавки.