РОТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ Российский патент 2004 года по МПК H02K1/28 H02K3/51 

Изобретение относится к электромашиностроению, а более конкретно к конструкции ротора синхронной неявнополюсной электрической машины, преимущественно турбогенератора, а именно - к конструкции узла крепления бандажного кольца ротора.

Известна конструкция ротора синхронной неявнополюсной электрической машины, включающая вал, бочку ротора и бандажное кольцо, в которой для предотвращения смещения бандажного кольца в осевом направлении предусмотрено запорное устройство, выполненное в виде кольцевой гайки, взаимодействующей с канавками бандажного кольца, при этом гайка размещена на наружной поверхности бочки ротора и опирается своей торцевой поверхностью со стороны, обращенной к обмотке, в разрезную шпонку, установленную в кольцевой канавке бочки ротора [1].

Недостатком указанной конструкции является невысокая прочность концевых пазовых клиньев за счет наличия кольцевой канавки бочки ротора при использовании запорного устройства, что требует введения специальной демпферной системы.

Кроме того, известная конструкция требует сложных технологических операций при монтаже и демонтаже, что требует специализированного оборудования.

Известен также ротор электрической машины, описанный в [2], который является наиболее близким аналогом, содержащий бочку с зубцами, бандажное кольцо, стопоры, имеющие выступ в форме клина, который входит в кольцевой паз на внутренней поверхности носика бандажного кольца. Стопоры выполнены в виде вставок, размещенных по окружности в выемках зубцов ротора, и снабжены механизмом для радиального перемещения. Вставка выполнена в виде призмы, в которой выполнено сквозное резьбовое отверстие. Механизм радиального перемещения выполнен в виде винта, вставленного в это отверстие и упирающегося в дно выемки, при этом ось винта расположена под углом к радиусу ротора и точка опоры винта в дно выемки находится под выступом, при этом между вставкой и дном выемки размещены пружины.

Так как величина радиального поджатия стопоров может изменяться в широких пределах, то при установке бандажного кольца на бочку ротора необходимо контролировать величину радиального поджатия стопоров путем выполнения замеров в течение всего процесса крепления бандажного кольца на бочку ротора для обеспечения равномерности затяжки стопорных элементов, что повышает трудоемкость сборочных работ. Кроме того, выемки выполнены на всех зубцах бочки ротора, в том числе на пазовых клиньях, что снижает их прочность и требует введения специальной демпферной системы.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эксплуатационной надежности ротора синхронной неявнополюсной электрической машины, упрощение конструкции запорного устройства и технологии насадки - снятия бандажного кольца.

Поставленная задача достигается за счет того, что в роторе синхронной неявнополюсной электрической машины, содержащем бочку с малыми и большими зубцами, запорное устройство и бандажное кольцо, только на больших зубцах ротора выполнены выемки, в которых размещено запорное устройство, состоящее из стопора в виде сегмента, опирающегося в рабочем положении на механизм радиального перемещения, который представляет собой клиновидный элемент, зафиксированный с одной стороны упором, а с другой стороны - гайкой, размещенной на шпильке, установленной в дополнительном отверстии выемки зубца. Сегмент в рабочем положении входит в зацепление с кольцевым пазом бандажного кольца.

В предложенной конструкции бандажные кольца удерживаются от осевого смещения сегментом только на больших зубцах ротора. При этом пазовые клинья по всей длине имеют полное постоянное сечение, могут быть выполнены из токопроводящих материалов и являются самостоятельной демпферной системой ротора с высокой эксплуатационной надежностью, что позволяет отказаться от применения демпферных сегментов и сохранить сечение бандажного кольца.

Предлагаемое изобретение повышает надежность соединения бочки ротора и бандажного кольца за счет обеспечения жесткости конструкции запорного устройства в рабочем состоянии, при этом существенно снижается трудоемкость насадки - снятия бандажных колец, поскольку установка запорного устройства в рабочее положение или выведение его из рабочего состояния производится вручную без использования дополнительного оборудования, при этом обеспечивается равномерность затяжки стопоров без дополнительной настройки.

Новым в заявляемом изобретении является выполнение выемок для размещения запорного элемента только на больших зубцах бочки ротора синхронной неявнополюсной электрической машины; выполнение запорного устройства в виде сегмента, который в рабочем положении опирается на клинообразный элемент, зафиксированный с одной стороны упором, а с другой стороны - гайкой, размещенной на шпильке, установленной в дополнительном отверстии выемки зубца.

Указанная совокупность новых признаков не выявлена из существующего уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Решение поставленной задачи поясняется чертежами (фиг.1-4).

На фиг. 1 изображен продольный разрез бочки ротора 1 с выемкой большого зубца 2, в которой установлено запорное устройство, состоящее из сегмента 3, опирающегося на клиновидный элемент 4, который зафиксирован с одной стороны упором 5, а с другой стороны - гайкой 6, размещенной на шпильке 7, установленной в отверстии 8, при этом сегмент 3 входит в кольцевую канавку бандажного кольца 9.

На фиг.2 изображен продольный разрез бочки ротора 1 перед снятием бандажного кольца 9. При этом гайка 6 отвернута, клиновидный элемент 4 отодвинут до шпильки 7 и сегмент 3 опущен ниже края зубца 2 (нерабочее положение).

На фиг. 3 изображен поперечный разрез торцевой части бочки ротора 1 в зоне выемки большого зубца 2 с клиновидными элементами 4.

На фиг. 4 изображен вид сверху на выемки в большом зубце 2, в который установлена шпилька 7 и гайка 6, фиксирующие клиновидный элемент 4 в рабочем положении.

Запорное устройство собирается и разбирается в следующем порядке.

В дополнительное отверстие 8 выемки большого зубца устанавливают шпильку 7, к ней подводят клиновидный элемент 4, затем в выемку устанавливают сегмент 3 с упором 5. После этого заводят бандажное кольцо 9 на место крепления, сегмент 3 вручную перемещают в радиальном направлении так, чтобы он вошел в кольцевую канавку бандажного кольца 9, подводят под сегмент 3 клинообразный элемент 4, а на шпильку 7 устанавливают гайку 6, снабженную фиксатором. Для того чтобы снять бандажное кольцо 9 с бочки ротора 1, достаточно вывинтить гайку 6, подвинуть клиновидный элемент 4 к шпильке 7 и опустить сегмент 3, который в этом случае выйдет из зацепления с бандажным кольцом 9.

Вышесказанное позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого изобретения условию патентоспособности "промышленная применимость".

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 192900.

2. Авторское свидетельство СССР 1092261.

Изобретение относится к области электротехники и касается конструкции роторов синхронных неявнополюсных электрических машин, преимущественно турбогенераторов, в частности конструкции узла крепления бандажного кольца ротора. Техническая задача предлагаемого изобретения состоит в повышении эксплуатационной надежности ротора синхронной неявнополюсной электрической машины, упрощении конструкции запорного устройства и технологии насадки - снятия бандажного кольца. Сущность изобретения состоит в том, что в роторе синхронной неявнополюсной электрической машины, содержащем бочку с малыми и большими зубцами, запорное устройство и бандажное кольцо, согласно изобретению, только на больших зубцах выполнены выемки, в которых размещено запорное устройство, состоящее из сегмента, опирающегося в рабочем положении на механизм радиального перемещения, представляющий собой клиновидный элемент, зафиксированный с одной стороны упором, а с другой стороны - гайкой, размещенной на шпильке, установленной в дополнительном отверстии выемки зубца. Сегмент в рабочем положении входит в зацепление с кольцевым пазом бандажного кольца. 4 ил.

Ротор электрической машины, содержащий вал, бочку с зубцами, снабженными выемками, в которых размещено запорное устройство, состоящее из стопора и механизма для радиального перемещения, а также бандажное кольцо с кольцевым пазом, в который в рабочем положении входит стопор запорного устройства, отличающийся тем, что в роторе синхронной неявнополюсной электрической машины выемки выполнены только на больших зубцах бочки, а в запорном устройстве стопор выполнен в виде сегмента, который в рабочем положении опирается на механизм для радиального перемещения, выполненный в виде клиновидного элемента, зафиксированного с одной стороны упором, а с другой стороны гайкой, размещенной на шпильке, установленной в дополнительном отверстии выемки зубца.