СТАТОР ТУРБОГЕНЕРАТОРА Российский патент 2004 года по МПК H02K5/24 

Изобретение касается электрических машин, а именно двухполюсных турбогенераторов, содержащих неподвижный сердечник статора и вращающийся ротор, и предназначено для снижения вибрации, передаваемой с сердечника на корпус.

В воздушном зазоре такой электрической машины при ее работе возникают магнитные силы, вызывающие вибрацию сердечника с двойной частотой сети.

Вибрация сердечника передается на корпус статора, в котором устанавливается сердечник, и далее на фундамент. В том случае, если подшипниковые опоры, на которые опирается ротор, устанавливаются на корпусе статора, вибрация может передаваться на указанные опоры, что нежелательно.

Для уменьшения вибрации, передаваемой с сердечника на корпус статора турбогенератора, применяют упругое закрепление сердечника в корпусе статора. Известен турбогенератор с упругим закреплением сердечника в корпусе статора, в котором гибкая связь сердечника и корпуса осуществляется за счет выполнения прорезей в стяжных продольных ребрах, на которых собирается и спрессовывается сердечник [Л.1, стр.129, Л.2]. Роль упругого элемента выполняет часть ребра, расположенная между прорезью в ребре и стенкой корпуса, к которой крепится ребро.

Недостатком такой конструкции является то обстоятельство, что она может использоваться только для достаточно крупных турбогенераторов, так как необходимая гибкость ее обеспечивается при относительно большой длине сердечника.

Известен статор турбогенератора с упругим закреплением сердечника в корпусе статора, в котором связь сердечника и корпуса осуществляют с помощью специальных пластин, обеспечивающих гибкое соединение сердечника и корпуса [Л.1, стр.130], выбранный нами за прототип.

В этой конструкции, сердечник собирается на стяжных ребрах, установленных во внутреннем каркасе. Упругие элементы в виде пластин одним торцом крепятся с наружной поверхности внутреннего каркаса, а другой торец упругих элементов крепится к внутренней поверхности наружного корпуса.

Недостатком такой конструкции является обязательное наличие внутреннего каркаса, к которому крепятся упругие пластины, и обязательное наличие, по крайней мере, трех упругих элементов, расположенных по окружности, что требует создания замкнутого (кольцевого) несущего наружного корпуса.

Техническим результатом заявляемого изобретения является снижение величины вибрации, передаваемой с сердечника на корпус статора, а также упрощение конструкции несущего корпуса статора.

Технический результат достигается тем, что в статоре турбогенератора, включающем несущий корпус для установки сердечника, сердечник статора, собранный из сегментов электротехнической стали на продольных ребрах, удерживаемых в запрессованном состоянии с помощью нажимных шайб, и соединенный с корпусом статора с помощью упругих элементов, несущий корпус выполнен в виде нижнего корпуса как основание для установки сердечника, сердечник снабжен по крайней мере четырьмя поперечными опорными ребрами с продольными опорными плитами, жестко связанными с продольными ребрами через указанные поперечные опорные ребра, упругие элементы выполнены в виде опорных профильных балочек с опорными площадками, ответными указанным опорным плитам, и установлены между опорными плитами и нижней частью корпуса статора.

Упругий опорный элемент может иметь сечение в виде швеллера, двутавра или Z-образное сечение.

На фиг.1 и 2 показан вариант исполнения с упругим элементом в виде швеллера, где

1 - сердечник статора,

2 - продольное ребро,

3 - нажимная плита,

4 - опорное ребро,

5 - опорная плита,

6 - нижний корпус статора,

7 - опорные подшипники ротора,

8 - упругий опорный элемент,

9 - бобышка.

Согласно изобретению статор турбогенератора содержит сердечник статора 1, собранный из сегментов на специальных продольных ребрах 2. Сердечник опрессован и удерживается в таком положении с помощью нажимных плит 3. К продольным ребрам 2 сердечника 1 приварены поперечные опорные ребра 4 и опорные плиты 5, по крайней мере, по 2 с каждой стороны статора. Таким образом, сердечник представляет собой полностью собранный узел, который своими опорными плитами устанавливают на нижний корпус статора 6, причем несущий корпус статора состоит только из нижней части. При работе генератора электромагнитные усилия, возникающие в воздушном зазоре машины, вызывают вибрацию сердечника с частотой, равной удвоенной частоте вращения ротора. Через опорные плиты 5 вибрация передается на нижней корпус 6, на котором могут быть установлены опорные подшипники ротора 7. В результате чего на вибрацию подшипниковых опор, вызванную колебанием ротора, накладывается вибрация, передаваемая с сердечника на корпус, что является нежелательным

Упругие опорные элементы 8 устанавливаются симметрично с обеих сторон сердечника в нескольких местах по его длине (по крайней мере в двух на одной стороне). Упругие опорные элементы представляют собой цельные балочки, содержащие опорные площадки 8а, и 8б и стенку 8г (фиг.2). Верхняя полка служит для опоры на нее сердечника через опорную плиту 5, нижняя - для установки на корпусе через бобышки 9.

Упругость опорного элемента обеспечивается за счет податливости стенки 8г, соединяющей нижнюю и верхнюю опорные площадки, в горизонтально-поперечном направлении.

Сечение упругого опорного элемента может быть выполнено в виде швеллера, двутавра, иметь Z-образное сечение или сечение другого вида, что определяется требованием конструкции.

Изобретение способствует снижению величины вибрации, передаваемой с сердечника на корпус и далее на подшипники за счет установки между сердечником 1 и нижнем корпусом 6 специальных упругих опорных элементов 8. Кроме того, при такой конструкции упругих элементов несущий корпус статора состоит только из нижней части.

Литература

1. В.В.Титов, Г.М.Хуторецкий и др. Турбогенераторы. Расчет и конструкция. Энергия, Л. О, 1967.

2. Патент США № 2846603, Patented Aug. 5, 1958.

Изобретение относится к области электромашиностроения, а именно к производству двухполюсных турбогенераторов. Технический результат изобретения, заключающийся в снижении величины вибрации, передаваемой с сердечника на корпус статора и упрощении конструкции несущего корпуса статора турбогенератора, достигается путем того, что в статоре турбогенератора, содержащем сердечник статора, собранный из сегментов электротехнической стали на продольных ребрах, удерживаемых в запрессованном состоянии с помощью нажимных шайб, и соединенный с несущим корпусом статора с помощью упругих элементов, несущий корпус выполнен в виде нижнего корпуса как основание для установки сердечника, сердечник снабжен по крайней мере четырьмя поперечными опорными ребрами с продольными опорными плитами, жестко связанными с продольными ребрами через указанные поперечные опорные ребра, упругие элементы выполнены в виде опорных профильных балочек с опорными площадками, ответными указанным опорным плитам, и установлены между опорными плитами и нижней частью корпуса статора. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Статор турбогенератора, включающий несущий корпус для установки сердечника, сердечник статора, собранный из сегментов электротехнической стали на продольных ребрах, удерживаемых в запрессованном состоянии с помощью нажимных шайб, и соединенный с несущим корпусом статора с помощью упругих элементов, отличающийся тем, что несущий корпус выполнен в виде нижнего корпуса как основание для установки сердечника, сердечник снабжен по крайней мере четырьмя поперечными опорными ребрами с продольными опорными плитами, жестко связанными с продольными ребрами через указанные поперечные опорные ребра, упругие элементы выполнены в виде опорных профильных балочек с опорными площадками, ответными указанным опорным плитам, и установлены между опорными плитами и несущим корпусом статора.2. Статор по п.1, отличающийся тем, что упругий элемент имеет сечение швеллера.3. Статор по п.1, отличающийся тем, что упругий элемент имеет сечение двутавра.4. Статор по п.1, отличающийся тем, что упругий элемент имеет Z-образное сечение.