СЕРДЕЧНИК ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ Российский патент 2005 года по МПК H02K1/20 H02K9/19 

Изобретение относится к области электромашиностроения и предназначено для использования в крупных электрических машинах, например в турбогенераторах, сердечники статоров которых охлаждаются жидкостью.

Известен сердечник статора электрической машины, в котором для повышения эффективности охлаждения за счет непосредственного контакта охлаждающей среды с местом выделения потерь выполняются аксиальные вентиляционные каналы, получаемые путем шихтовки листов сегментов электротехнической стали с выштампованными в них специальными отверстиями (см., например, Алексеев А.Е. Конструкции электрических машин, г. Ленинград, 1958, с.44-45). По форме эти отверстия могут быть круглые, овальные или прямоугольные.

Однако в крупных высокоиспользованных электрических машинах возникает необходимость в увеличении эффективности охлаждения сердечника с уложенной в его пазы обмоткой. Увеличение количества вентиляционных отверстий в сегментах сердечника или диаметра вентиляционных отверстий нецелесообразно, так как при этом уменьшается сечение активного железа для прохождения магнитного потока в сердечнике статора.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности охлаждения статора электрической машины и к.п.д. электрической машины.

Технический результат достигается тем, что в сердечнике статора электрической машины, собранном из листов сегментов электротехнической стали с выштампованными в зубцах и спинке отверстиями, образующими в сердечнике аксиальные вентиляционные каналы по всей его длине, отверстия одной группы в сегментах чередуются при шихтовке сердечника с отверстиями другой группы, смещенными относительно отверстий первой группы с образованием в собранном сердечнике аксиальных каналов с соответствующей смещению величиной шероховатости.

Отверстия одной группы в сегментах чередуются при шихтовке сердечника с отверстиями другой группы с отличными от первой группы размерами с образованием в собранном сердечник аксиальных каналов переменного сечения.

В дальнейшем изобретение поясняется конкретным примером выполнения со ссылкой на фигуры, на которых показаны:

На фиг.1 - сегмент статора электрической машины с одной группой отверстий, смещенных от оси сегмента на расстояние R и r, и другой группой отверстий, смещенных на расстояние R+1 и r+1.

На фиг.2 - предлагаемый сердечник в разрезе по аксиальным вентиляционным каналам, собранный из листов сегментов с перекроем на полсегмента с чередованием отверстий одной группы с отверстиями другой группы.

На фиг.3 - схема укладки листов сегментов с перекроем на полсегмента при шихтовке сердечника.

На фиг.4 - предлагаемый сердечник с чередованием в сегментах групп отверстий, разных по величине.

Сердечник статора собран из листов сегментов (фиг.1) электротехнической стали 1 с выштампованными в них отверстиями, образующими в сердечнике аксиальные вентиляционные каналы по всей его длине. При штамповке отверстий в сегментах 1 одна группа отверстий 2 выполнена со смещением, например, на 1 мм относительно оси симметрии по сравнению с отверстиями 3 второй группы. При шихтовке сердечника статора после укладки листов сегментов одного слоя по окружности следующий слой укладывается на первый со сдвигом, например, на полсегмента (фиг.2). При этом отверстия 3 второго слоя сегментов накладываются на отверстия 2 первого слоя. В связи с тем, что отверстия 2 и 3 расположены на разных расстояниях от оси сегмента, при наложении сегментов двух слоев образуется канал с шероховатостью, равной величине смещения.

Следующий ряд выполняется аналогично первому и картина смещений отверстий повторяется (фиг.3). В результате сборки листов сегментов в сердечнике статора образуются сквозные вентиляционные каналы по всей его длине с шероховатостью поверхности каналов из-за чередующихся смещений групп отверстий, выштампованных в сегментах.

При выполнении в сегменте 1 отверстий 4 одной группы с отличными от отверстий 3 первой группы размерами (фиг.4) при шихтовке сердечника будут образованы по всей его длине аксиальные каналы переменного сечения из чередующихся групп отверстий.

В процессе работы охлаждение сердечника статора электрической машины с уложенной обмоткой осуществляется следующим образом. Охлаждающий агент циркулирует по замкнутому контуру через аксиальные вентиляционные каналы, образованные при шихтовке сердечника чередующимися группами отверстий 2 и 3, создающими шероховатый канал. При выполнении отверстий 3 и 4 в группах разной величины охлаждающий агент циркулирует по образованным при шихтовке каналам переменного сечения.

В шероховатом канале и канале переменного сечения увеличена поверхность охлаждения и создается турбулентный поток охлаждающего агента, что повышает эффективность охлаждения сердечника и к.п.д. электрической машины.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и касается выполнения сердечников их статоров. Сущность изобретения состоит в следующем. Сердечник статора собран из листов сегментов электротехнической стали (1) с выштампованными в них отверстиями (2, 3), образующими в нем аксиальные вентиляционные каналы по всей его длине. Отверстия одной группы (2) в сегментах чередуются с отверстиями (3) другой группы, смещенной относительно отверстий первой группы, с образованием в собранном сердечнике аксиальных каналов с соответствующей смещению величиной шероховатости. Технический результат - повышение эффективности охлаждения и к.п.д. электрической машины. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Сердечник статора электрической машины, собранный из листов сегментов электротехнической стали с выштампованными в зубцах и спинке отверстиями, образующими в сердечнике аксиальные вентиляционные каналы по всей его длине, отличающийся тем, что отверстия одной группы в сегментах чередуются при шихтовке сердечника с отверстиями другой группы, смещенной относительно отверстий первой группы, с образованием в собранном сердечнике аксиальных каналов с соответствующей смещению величиной шероховатости.2. Сердечник по п.1, отличающийся тем, что отверстия одной группы в сегментах чередуются при шихтовке сердечника с отверстиями другой группы с отличными от отверстий первой группы размерами с образованием в собранном сердечнике аксиальных каналов переменного сечения.