СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАТОРА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ Российский патент 2002 года по МПК H02K15/02 H02K15/04 

Изобретение относится к электромашиностроению и касается способа изготовления статора электрической машины, преимущественно с обмоткой катушечного типа.

Известен способ изготовления статора электрической машины, включающий сборку сердечника из сегментов электротехнической стали и последующую укладку всыпной обмотки в полузакрытые пазы сердечника (см. "Проектирование электрических машин", под общей ред. П. С. Сергеева, Гос. энергетическое издательство, М. , Л. , 1956, стр. 69, фиг. 4-38). При таком способе коэффициент заполнения паза медью получается невысоким и не обеспечивается достаточно надежная изоляция обмотки, поэтому способ применяется при изготовлении статоров машин сравнительно небольшой мощности (до 100 кВт).

Прототипом предлагаемого технического решения является способ изготовления статора электрической машины, включающий операции сборки сердечника из сегментов электротехнической стали (см. "Турбогенераторы. Расчет и конструкция", В. В. Титов, Г. М. Хуторецкий и др. "Энергия", Ленинградское отделение, 1967, стр. 121, рис. 2-21) и последующей укладки в пазы сердечника групп проводников статорной обмотки с закреплением их в каркасе, состоящем из колец, кронштейнов и установленных между стержнями дистанционных элементов (см. там же, стр. 190, рис. 3-31). Такой способ эффективен при изготовлении статоров мощных электрических машин со стержневыми обмотками. Однако, если обмотка представляет собой совокупность катушек, имеющих коэффициент сокращения шага β>0,7, то применение этого способа оказывается сопряжено с большими технологическими трудностями, так как из-за малости доступного для монтажа пространственного объема, ограниченного внутренней расточкой сердечника статора, операции заводки катушек в расточку и укладки их в пазы становятся трудновыполнимыми, при том что вероятность нарушения целостности корпусной изоляции и, соответственно, снижения надежности машины существенно вырастает.

Задача состоит в повышении технологичности сборки статора и увеличении надежности машины за счет уменьшения вероятности повреждений корпусной изоляции статорной обмотки катушечного типа в процессе сборки.

Решение поставленной задачи достигается тем, что согласно способу изготовления статора электрической машины, включающему операции укладки статорной обмотки на технологический каркас, сборки сердечника статора из снабженных зубцами сегментов электротехнической стали и размещения между указанными зубцами групп проводников обмотки группы проводников обмотки укладывают на технологический каркас в соответствии с их положением в собранном сердечнике статора, после чего между указанными группами размещают зубцы сегментов электротехнической стали, осуществляют таким образом сборку упомянутого сердечника, и технологический каркас удаляют; перед сборкой сердечника между группами проводников обмотки закрепляют технологические дистанционные элементы, которые удаляют по мере установки сегментов электротехнической стали, причем при установке в статор зубцы сегментов поворачивают, отдаляя их боковые кромки от групп проводников обмотки.

Поскольку предлагаемая процедура укладки статорной обмотки на технологический каркас осуществляется в отсутствии сердечника, то отпадает надобность в операции деформирования обмотки с целью согласования ее размеров с размерами расточки сердечника, при этом максимально удобной и благоприятной для достижения высокого качества сборки оказывается операция размещения зубцов сегментов электротехнической стали со стороны спинки сердечника между закрепленными с помощью технологических дистанционных элементов группами проводников обмотки. Указанными факторами предопределяется повышение технологичности сборки статора и увеличение надежности машины, чему также способствует операция поворота зубцов укладываемых сегментов с целью удаления их боковых кромок от групп проводников обмотки.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показаны в продольном сечении элементы, соответствующие способу изготовления статора электрической машины, например высоковольтного турбогенератора; на фиг. 2 - те же элементы в поперечных сечениях А-А и Б-Б на фиг. 1.

На ориентированном вертикально технологическом каркасе 1, имеющем, например, форму пустотелого цилиндра, закреплены конусные элементы 2 и технологические дистанционные элементы 3 (см. фиг. 1). Между элементами 3 укладывают группами (согласно положению в окончательно собранном сердечнике) проводники из высоковольтного кабеля круглого сечения, представляющие собой статорную обмотку 4 катушечного типа, причем лобовые части обмотки 4 формируют и закрепляют на конусных элементах 2. После укладки обмотки 4 в область нижнего конусного элемента 2 устанавливают разъемное нижнее нажимное кольцо 5, на котором собирают сердечник 6 из двухзубцовых или однозубцовых сегментов электротехнической стали 7 (направления перемещений сегментов 7 в процессе сборки показаны стрелками). Для опрессовки уложенных на кольцо 5 сегментов 7 используют, например, диск 8 со съемными сухарями 9. Диск 8 соединяют с гидроцилиндрами пресса 10. После укладки последнего сегмента 7 диск 8 с сухарями 9 и гидроцилиндры 10 удаляют и в область верхнего конусного элемента 2 устанавливают разъемное верхнее нажимное кольцо 11, а сердечник 6 стягивают шпильками (на чертеже не показаны), пропущенными через кольца 5 и 11.

Изображенный на фиг. 2 (сечение А-А) сегмент электротехнической стали 7 снабжен одним зубцом 12, боковые кромки которого повторяют форму проводников обмотки 4, причем спиночная часть сегмента 7 выполнена асимметричной относительно оси зубца 12. Технологические дистанционные элементы 3 (см. фиг. 2, сечение Б-Б) удаляют (в направление стрелок) с каркаса 1 по мере перемещения диска 8 и сухарей 9. В процессе установки в статор сегмент 7 поворачивают вокруг продольной оси зубца 12, отдаляя боковые кромки последнего от проводников обмотки 4. По мере сборки сердечника 6 имеющиеся в пазах пустоты заполняют мастикой 13.

После завершения сборки статора технологический каркас 1 и конусные элементы 2 удаляют, проводники обмотки 4 окончательно уплотняют клиньями 14, а лобовые части проводников закрепляют кронштейнами (на чертежах не показаны).

С максимальной эффективностью предлагаемое техническое решение может быть реализовано при изготовлении двухполюсных турбогенераторов со статорными обмотками катушечного типа, в том числе высоковольтных турбогенераторов, рассчитанных на напряжения 35 кВ, 110 кВ и более.

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к способу изготовления статора электрической машины, преимущественно большой мощности, с обмоткой, имеющей непрерывную изоляцию в пазовой и лобовой частях. Техническим результатом изобретения является повышение технологичности изготовления статора. Данный технический результат достигается путем того, что проводники обмотки укладываются группами на технологический каркас в соответствии с их расположением в окончательно собранном сердечнике, при этом между группами проводников устанавливают также технологические дистанционные элементы. Удаляя элементы, между указанными группами размещают зубцы сегментов электротехнической стали, осуществляя сборку сердечника. При установке в статор зубцы сегментов поворачивают, отдаляя их боковые кромки от проводников обмотки. Для опрессовки уложенных на разъемные нажимные кольца сегментов используют диск со съемными сухарями. На собранный сердечник накладывают верхнее нажимное кольцо и сердечник стягивают шпильками. Каркас, диск, конусные элементы и сухари удаляют, а проводники обмотки окончательно уплотняют клиньями. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ изготовления статора электрической машины, включающий операции укладки статорной обмотки на технологический каркас, сборки сердечника статора из снабженных зубцами сегментов электротехнической стали и размещения между указанными зубцами групп проводников статорной обмотки, отличающийся тем, что группы проводников статорной обмотки укладывают на технологический каркас в соответствии с их положением в окончательно собранном сердечнике статора, после чего между группами проводников статорной обмотки размещают зубцы сегментов электротехнической стали, осуществляют таким образом сборку сердечника, и каркас удаляют. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что между группами проводников статорной обмотки закрепляют технологические дистанционные элементы, которые удаляют при установке сегментов. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что при установке в статор зубцы сегментов поворачивают, отдаляя их боковые кромки от групп проводников статорной обмотки.