ИНДУКТОР ЯВНОПОЛЮСНОЙ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ Российский патент 1995 года по МПК H02K3/52 

Изобретение относится к электромашиностроению.

Известна конструкция индуктора синхронной явнополюсной электрической машины, в частности гидрогенератора, содержащая вал, к которому крепится остов, на котором закреплены спицы, а на спицы набран листовой обод и расклинен на спицах с помощью клиновых полос. По внешнему диаметру обода в пазы вставлены хвостовики полюсов и расклинены там клиньями. Полюса содержат шихтованные тонколистовые сердечники, в пазы воздушного зазора уложены демпферные стержни, соединенные по торцам короткозамкнутыми кольцами. Сердечники стянуты шпильками, проходящими через их отверстия, и нажимными щеками, изготовленными из массивной поковки ферромагнитного материала и имеющими тело и козырьки, предназначенные для удержания лобовых частей катушек обмотки возбуждения, которые крепятся на сердечниках полюсов [1]
Недостатки индуктора. Массивные ферромагнитные щеки изготавливаются из дорогостоящей поковки. При выполнении козырьков необходима сверловка нескольких отверстий под демпферные стержни, которые в длинных козырьках 150 250 мм, и изготовление из немагнитного материала: стали, титана является очень трудоемкой и рискованной операцией: возможен увод сверла.

Известен также индуктор явнополюсной синхронной машины, в котором сердечники полюсов стянуты шпильками и нажимными магнитными щеками из листового проката. Последние имеют немагнитные элементы крепления лобовых частей катушек обмотки возбуждения [2]
Недостатками такого индуктора являются повышенная трудоемкость изготовления полюсов и недостаточная надежность крепления лобовых частей обмотки возбуждения.

Целью изобретения является устранение перечисленных недостатков.

Цель достигается тем, что в индукторе явнополюсной синхронной машины, содержащем вал с закрепленным на нем ободом, полюса с башмаками, сердечники которых стянуты шпильками и нажимными щеками из листового проката, имеющими немагнитные элементы крепления лобовых частей катушек обмотки возбуждения, закрепленных на сердечниках полюсов, в нажимных щеках полюса выполнены резьбовые отверстия в зоне полюсных башмаков, в которые ввернуты немагнитные шпильки. Последние могут быть закреплены на ободе индуктора крепления к нему оттяжками.

На фиг. 1 представлен индуктор явнополюсной синхронной машины; на фиг. 2 узел I на фиг. 1.

Индуктор 1 содержит вал 2, на котором закреплен остов 3. В остову крепятся спицы 4, на которых набран шихтованный обод 5. К ободу крепятся полюса 6, состоящие из шихтованных сердечников 7, в пазы башмаков 8 которых уложены демпферные стержни 9, изолированные диэлектриком 10 и соединенные по торцам короткозамыкающими кольцами 11, изолированными диэлектриком 12. Сердечники 7 стянуты шпильками 13 с помощью нажимных ферромагнитных щек 14, изготовленных из листового проката вырезкой по контуру. В зону полюсных башмаков 8 в щеки 14 ввернуты немагнитные шпильки 15, удерживающие лобовые части 16 катушек 17 возбуждения, изолированных от индуктора 1 диэлектрическими шайбами 18, 19. При больших нагрузках от центробежных сил шпильки 15 крепятся к ободу 5 оттяжками 20, надетыми отверстиями 21 на шпильки 15, и гайками 22, прикрепленными к шпилькам 23 обода 5.

Индуктор работает следующим образом.

При вращении ротора 24 центробежная сила катушек 17 в лобовых частях 16 воспринимается шпильками 15, работающими на изгиб. Немагнитные шпильки 15 увеличивают магнитное сопротивление магнитному потоку рассеяния лобовых частей 16 катушек и снижают плотность магнитного потока в торцевой зоне статора, снижая потери и нагревы торцовых зон статора. Оттяжки 20 воспринимают центробежную силу лобовой части 16 и уменьшает отгиб шпилек 15 под действием центробежных сил лобовых частей. Вентиляционный канал 25 позволяет увеличить поверхность охлаждения лобовых частей 16 катушек возбуждения и этим снизить их температуру.

Преимущества изобретения. Снижается трудоемкость изготовления щек за счет применения листового проката с обработкой по контуру листа полюса, а также за счет применения немагнитного круглого проката для шпилек вместо фасонной немагнитной поковки козырька, обрабатываемой фрезерованием и сверлением, что удешевляет изготовление полюсов. Снижается трудоемкость сборки козырьков щек с телом щеки за счет простого вворачивания шпилек в тело щеки, что снижает трудоемкость изготовления полюсов. Применение оттяжек повышает надежность крепления лобовых частей катушек возбуждения в высоконагруженных машинах. Выполнение катушек в лобовых частях с вентиляционным каналом между щекой и внутренней поверхностью катушки позволяет повысить интенсивность охлаждения лобовых частей и этим снизить их температуру.

Изобретение может быть использовано в синхронных явнополюсных электрических машинах: генераторах, двигателях и компенсаторах во всех диапазонах мощностей и частот вращения.

Использование: в явнополюсных синхронных генераторах, двигателях и компенсаторах во всех диапазонах мощностей и частот вращения. Сущность изобретения: индуктор явнополюсной синхронной машины содержит обод с полюсами 6, имеющими немагнитные шпильки 15 для крепления лобовых частей 16 катушек возбуждения. Шпильки 15 ввернуты в щеки 14, изготовленные из магнитного листового проката. При высоких механических нагрузках на шпильки 15 они подкреплены на свободных концах оттяжками 20, прикрепленными к ободу гайками. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. ИНДУКТОР ЯВНОПОЛЮСНОЙ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ, содержащий вал с закрепленным на нем ободом, полюса с башмаками, сердечники которых стянуты шпильками и нажимными магнитными щеками из листового проката, имеющими немагнитные элементы крепления лобовых частей катушек обмотки возбуждения, закрепленных на сердечниках полюсов, отличающийся тем, что в нажимных щеках полюса выполнены резьбовые отверстия в зоне полюсных башмаков, в которые ввернуты немагнитные шпильки, воспринимающие центробежные силы лобовых частей катушек возбуждения. 2. Индуктор по п. 1, отличающийся тем, что немагнитные шпильки крепления лобовых частей катушек возбуждения закреплены на ободе индуктора оттяжками, прикрепленными к нему.