ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА Российский патент 1997 года по МПК H02K9/06 

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к конструкциям электрических машин, преимущественно турбогенераторов с воздушным охлаждением.

Известна электрическая машина, содержащая корпус, в котором размещены статор и ротор с вентиляторами, элементы токоподвода ротора (контактные кольца, установленные консольно), охладители [1] Как известно, встроенные в корпус электрической машины вентиляторы обладают невысоким КПД вследствие того, что условия входа газа в вентилятор и выхода газа из вентилятора не являются оптимальными, что приводит к снижению КПД машины в целом. Размещенные в корпусе электрической машины охладители, а также консольно установленные контактные кольца имеют повышенную вибрацию, что увеличивает вероятность выхода их из строя и снижает надежность машины. Снижение КПД и надежности является недостатком указанной электрической машины.

За прототип по наибольшему количеству общих элементов взята конструкция электрической машины ([1]с 32, рис. 1-18), содержащая корпус, в котором размещены статор и ротор с установленными консольно контактными кольцами, имеющая также вентиляционную установку с мотор-вентиляторами и охладителями, вынесенную в нижней ярус фундамента, стенки которого выполнят функцию корпуса вентиляционной установки, связанного с корпусом статора и ротора впускным и выпускными патрубками. Эта конструкция выгодно отличается от предыдущей более высоким КПД вентиляторов и пониженной вибрацией охладителей, однако в ней сохраняется повышенная вибрация контактных колец, а нарушение работоспособности моторов, питающихся от электросети станции, приводит к нарушению работоспособности электрической машины, кроме того, потери мощности в моторах ухудшают КПД машины. Таким образом, можно констатировать, что прототипу и аналогу свойственны одинаковые недостатки.

Задачей изобретения является повышение КПД и надежности электрической машины. Поставленная цель достигается тем, что в электрической машине, содержащей корпус с размещенными в нем статором и ротором, элементы токопровода ротора, охладители, вентиляционную установку, размещенную в отдельном корпусе и содержащую вал с закрепленными на нем вентиляторами, впускной и выпускной патрубки, сообщающиеся с указанными корпусами, вал вентиляционной установки соединен с ротором, причем элементы токопровода ротора закреплены на валу вентиляционной установки, а патрубки расположены по обе стороны относительно продольной оси машины и между ними в корпусе вентиляционной установки размещены охладители.

Благодаря тому, что в известной электрической машине вал вентиляционной установки соединен с ротором, удается избежать применения моторов, питающихся от электросети станции; размещением элементов токопровода роторов на валу вентиляционной установки удается снизить их вибрацию, а размещением охладителей в корпусе установки между расположенными по обе стороны относительно продольной оси машины патрубками добиться уменьшения вибронагрузки на охладители и увеличения компактности установки.

На фиг.1 показана электрическая машина ( турбогенератор), продольное сечение; на фиг. 2 -сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 сечение Б-Б на фиг. 1.

Электрическая машина имеет корпус 1, в котором размещены статор 2 и ротор 3, опирающийся на подшипник 4 (см. фиг.1). С помощью муфты 5 ротор 3 соединен с валом 6 вентиляционной установки, заключенной в корпус 7. На валу 6 закреплены втулки 8 с лопатками вентиляторов 9 и контактные кольца 10 токопровода ротора 3, размещенные перед подшипниковой опорой 11 (вместо контактных колец 10 на валу 6 может быть установлен якорь бещеточного возбудителя). В корпусе 7 около лопаток вентиляторов 9 закреплены направляющие 12 и спрямляющие 13 аппараты. Корпуса 1 и 7 сообщаются с помощью пары впускных 14 и пары выпускных 15 патрубков (см.фиг.2), расположенных по обе стороны относительно продольной оси машины, причем между указанными патрубками в корпусе 7 размещены охладители 16. Для раздачи холодного газа в статор 2 и ротор 3 и отбора горячего газа между патрубками 14 и 15 и корпусом 1 установлены направляющие рукава 17 (см. фиг.3).

При работе электрической машины вал 6 вентиляционной установки приводится во вращение вместе с ротором 3, в результате охлаждающий газ под действием лопаток вентиляторов 9, минуя спрямляющие аппараты 13, проходит через охладители 16 и по патрубкам 14 и направляющим рукавам 17 поступает внутрь корпуса 1 к активным частям статора 2 и ротора 3; из корпуса 1 нагретый газ через направляющие рукава 17, патрубки 15 и направляющие аппараты 12 подходят к лопаткам вентиляторов 9 и цикл повторяется (направление движения газа на фиг.1, 2 и 3 обозначено стрелками). Наличие направляющих 12 и спрямляющих 13 аппаратов обеспечивает оптимальные условия циркуляции газа через лопатки вентиляторов 9 и способствует достижению максимального КПД вентиляционной установки и машины в целом; размещение контактных колец 10 перед подшипниковой опорой 11 обусловливает уменьшение вибрации колец, а размещение охладителей 16 между патрубками 14 и 15 в удаленном от статора 2 и ротора 3 корпусе 7 уменьшение вибрации охладителей 16, что сказывается на повышении надежности машины.

Наибольшая технико-экономическая эффективность предложенного технического решения достигается в турбогенераторах с воздушным охлаждением мощностью 60 МВт и более, для которых обеспечение достаточно высокого КПД и надежности является в настоящее время актуальной задачей.

Изобретение относится к электромашиностроению и позволяет повысить КПД и надежность электрической машины. Электрическая машина содержит корпус 1 с размещенными в нем статором 2 и ротором 3, корпус 7 вентиляционной установки, в котором на подшипниковой опоре 2 установлен соединенный с ротором 3 вал 6, снабженный лопатками вентиляторов 9 и контактными кольцами 10. Корпуса 1 и 7 сообщаются с помощью патрубков, между которыми в корпусе 7 установлены охладители 16. Корпус 7 содержит направляющие 12 и спрямляющие 13 аппараты. 3 ил.

Электрическая машина, содержащая размещенные в корпусе статор и ротор, охладители, вентиляционную установку, размещенную в отдельном корпусе и содержащую соединенный с ротором вал с закрепленными на нем вентиляторами, впускной и выпускной патрубки, отличающаяся тем, что патрубки расположены по обе стороны относительно продольной оси машины и между ними в корпусе вентиляционной установки размещены охладители.