СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ Российский патент 1996 года по МПК H02K1/18 

Изобретение относится к области электромашиностроения, конкретно к статорам электрических машин, сердечники которых собирают из отдельных штампованных сегментов электромеханической стали. Собранный в виде отдельных пакетов, между которыми предусмотрены вентиляционные каналы, сердечник в корпусе статора по торцам (сверху и снизу, если это вертикальная машина) фиксируют с помощью нажимных элементов. Эти элементы называют нажимными кольцами, если машина имеет небольшой диаметр и статор выполнен без разъемов.

В практике, особенно крупного гидрогенераторостроения, в которых статоры выполняют в виде отдельных секторов, применяют вместо нажимных колец нажимные плиты с опорными пальцами, опирающимися на зубцы торцевых пакетов сердечника статора. Такие плиты называют нажимными гребенками.

Эта конструкция представлена в книге В. В. Домбровского и др. "Проектирование гидрогенераторов", ч. II, "Энергия", Л. О. 1968 г. стр. 65, рис. 34.

Фиксация сердечника на корпусе статора турбогенератора с помощью нажимных колец опубликована в книге Н. В. Виноградова "Производство электрических машин", Госэнергоиздат. М.-Л. 1961 г. стр. 99, рис. 4-35.

В упомянутых нажимных гребенках выступающие пальцы выполняют конструктивно из полосового стального материала, прикрепляя их к одной из сторон нажимной плиты.

За прототип принято решение, в котором из соображений снижения потерь нагрева и улучшения охлаждения, особенно, при широких зубцах сердечника статора в них предусматривают выполнение прорезей (шлицев) шириной 5-8 мм при высоте 15 и более миллиметров (см. В. В. Домбровский и др. Проектирование гидрогенераторов. ч.II, "Энергия", Л.О. 1967 г. стр. 55, рис. 31). При этом по обе стороны шлица на зубе пакета сердечника статора образуют боковые участки в виде лепестков, значительно подверженные вибрации, а затем и излому в процессе эксплуатации машины.

Предлагаемое изобретение решает задачу повышения надежности работы машины за счет повышения надежности фиксации зубцов крайних пакетов сердечника, снабженных шлицами.

Это достигается за счет того, что в известном статоре электрической машины, содержащем шихтованный сердечник, собранный из отдельных штампованных сегментов, зафиксированных на корпусе клиньями типа ласточкина хвоста и стяжными шпильками, на концах которых установлены нажимные гребенки с выступающими пальцами, а в зубцах крайних пакетов сердечника выполнены прорези, согласно изобретению, пальцы нажимных гребенок выполнены из полос, при этом на внешних концах пальцев полосы сдвоены и соединены между собой, а концы пальцев, опирающиеся на зубцы сердечника по обе стороны прорези, выполнены по форме камертона и расположены параллельно оси зубцов сердечника.

А также за счет того, что ширина просвета между пальцами в камертонной части выполнена по крайней мере большей, чем ширина прорези в зубце крайних пакетов, а высота просвета выполнена по крайней мере большей, чем высота прорези. Кроме того, полосы пальцев выполнены разной длины, образуя на внешней части уступ.

Новизна заявляемого решения в применении новой конструкции нажимных пальцев.

Технический эффект достигается за счет того, что применение предложенной конструкции пальцев нажимных гребенок, а именно, выполнение их из сдвоенных полос, соединенных между собой на внешних концах и выполненных по форме камертона на внутренних, т.е. конструктивно схожими с зубцами, в которых выполнены шлицы, обеспечивает более равномерную опрессовку составных частей зубцовой зоны (в районе шлица) в крайних пакетах сердечника статора.

Для наибольшего удобства установки изоляционных прокладок в шлицах зубцов крайних пакетов и лучшего уплотнения этих зубцов также наиболее предпочтительным является выполнение пальцев нажимных гребенок по контуру на внутренних концах нажимных пальцев конструктивно схожими с зубцами, в которых выполнены шлицы.

Кроме того, предложенная конструкция обеспечивает возможность замены изоляционных прокладок в случае необходимости в ходе эксплуатации без снятия нажимных гребенок.

В процессе работы статора гидрогенератора мощностью 500 тыс. кВт, в котором достаточно велики нагревы торцов сердечника, наиболее целесообразной оказалась нажимная гребенка, выполненная по плоскости с составными пальцами, представляющими на внутренних концах форму камертона, т.е. пальцы выполнены составными с изгибами, образующими паз, близкий по форме к шлицу.

На фиг. 1 представлен общий вид статора, продольный разрез. На фиг. 2 представлена часть статора, вид сверху. На фиг. 3 представлена нажимная гребенка с пальцами камертонообразной формы. На фиг. 4 вид сбоку на фиг. 3.

Как видно из фиг. 1 статор 1 состоит из корпуса 2, шихтованного сердечника 3, набранного в отдельные пакеты 4 из сегментов 5, (фиг. 2) выполненных методом штамповки.

Между пакетами 4 предусмотрены вентиляционные каналы 6 для лучшего охлаждения сердечника по всей высоте l_t.

Собранный сердечник 3 зафиксирован в корпусе 2 посредством верхних и нижних нажимных гребенок 7, стяжных шпилек 8 с гайками 9, клиньев 10 и отжимных болтов 11.

С целью снижения потерь нагрева и улучшения охлаждения торцов сердечника в зубцах 12 его крайних пакетов 13 предусмотрены со стороны внутреннего диаметра D_i прорези 14 вдоль каждого зубца. С целью исключения возможных изломов части зубцов, находящихся около дна прорези 14, в эти прорези вставляют изоляционные прокладки (распорки), смазываемые предварительно клеем. Для повышения надежности фиксации зубцов 12 крайних пакетов и удобства установки прокладок 15 в прорезях 14 предлагается конструкцию нажимных пальцев 16 выполнять двухслойными, придав каждой паре пальцев нажимной гребенки форму камертона. Нажимные пальцы 16 вместе с плитой 18 составляют нажимную гребенку 7.

Внешние части 17 пальцев, находящиеся под плитой 18, могут быть соединены между собой и к плите электросваркой 19.

Пальцы 16 выполнены из полос 20, 21, при этом на внешних концах 17 они соединены, а концы выполнены по форме камертона. Пальцы 17 для обеспечения указанной выше функции могут быть выполнены предварительно методом гнутья и особой сложности в производстве и сборке не представляют. ЫЫЫ2

Использование изобретения: крупное электромашиностроение, в частности гидрогенераторостроение. Сущность изобретения: статор состоит из корпуса, пакетов сердечника, набранных из сегментов. Сердечник зафиксирован в корпусе посредством верхних и нижних нажимных гребенок, стяжных шпилек с гайками. Нажиная гребенка образована плитой и нажимными пальцами. Последние выполнены из полос. На внешних концах пальцев полосы соединены между собой, противоположные концы выполнены по форме камертона и направлены параллельно оси зубцов сердечника. Изобретение позволяет повысить надежность фиксации зубцов крайних пакетов. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Статор электрической машины, содержащий сердечник, шихтованный из отдельных штампованных сегментов, зафиксированных на корпусе клиньями типа "ласточкин хвост" и стяжными шпильками, на концах которых установлены нажимные гребенки с выступающими пальцами, а в зубцах крайних пакетов сердечника выполнены прорези, отличающийся тем, что пальцы нажимных гребенок выполнены из полос, при этом на внешних концах пальцев полосы сдвоены и соединены между собой, а концы пальцев, опирающиеся на зубцы сердечника по обе стороны прорези, выполнены по форме камертона и расположены параллельно оси зубцов сердечника. 2. Статор электрической машины по п.1, отличающийся тем, что ширина просвета между пальцами в камертонной части больше ширины прорези в зубцах крайних пакетов. 3. Статор электрической машины по п.1, отличающийся тем, что высота просвета в камертонной части пальцев больше высоты прорези в зубцах крайних пакетов. 4. Статор электрической машины по п.1, или п.2, или п.3, отличающийся тем, что полосы пальцев выполнены различной длины, образуя на внешней части уступ.