РОТОР ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ Российский патент 2015 года по МПК H02K3/51 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к ротору для электрической машины. Например, электрическая машина может представлять собой синхронный генератор, такой как турбогенератор (то есть генератор, который будет подсоединен к газовой и/или паровой турбине) или гидрогенератор (то есть генератор, который будет подсоединен к гидротурбине). В любом случае в различных примерах электрическая машина может также представлять собой другую вращающуюся электрическую машину, такую как асинхронный генератор, синхронный или асинхронный электродвигатель.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Роторы электрических машин включают в себя, например, тело ротора, содержащее на его концах активную часть ротора и валы ротора. Активная часть ротора имеет щели, вмещающие в себя изолированные проводники. На концах активной части ротора предусмотрены (вокруг валов) концевые обмотки ротора для соединения проводников, помещенных вместе в различных пазах, и ограничения роторной обмотки.

Вокруг роторных концевых обмоток предусмотрена изоляция бандажных колец; помимо этого поверх изоляции бандажных колец установлены бандажные кольца, соединенные с конечной активной частью ротора, для удержания конечных обмоток ротора при действии центробежных сил.

Подсоединение бандажных колец к активной части ротора достигается путем нагревания бандажных колец и пропускания их сверху активной части ротора.

Поскольку когда они пропускаются сверху активной части ротора и соединяются с ней, бандажные кольца являются горячими, они могут повредить изоляцию изолированных проводников и/или изоляцию бандажных колец; в связи с этим вокруг каждой изоляции бандажных колец предусмотрен линейный листовой материал. Бандажные кольца затем соединяются сверху линейного листового материала.

Линейный листовой материал включает в себя две или более цилиндрические секции с обращенными друг к другу боковыми краями, расположенными параллельно оси ротора.

Для того чтобы зафиксировать положение боковых краев, выступающие пальцы продолжаются от каждого цилиндрического участка, причем эти пальцы помещаются в вентиляционные отверстия активной части ротора.

Эта конструкция может иметь недостатки.

Действительно, во время работы пальцы могут деформироваться, что может привести к смещению боковых краев относительно своих заданных положений.

В случае когда боковые края смещаются в зону, расположенную выше изолированных проводников, боковые края остаются неподвижными вдоль прямой линии, расположенной выше изоляции изолированных проводников и изоляции бандажных колец, при этом установлено, что это может повредить изоляцию изолированных проводников и/или изоляцию бандажных колец.

В других случаях, когда края смещаются в зону, расположенную выше клина для разделения полюсов (то есть тех клиньев, которые выполнены между соседними проводниками на концевой обмотке ротора), клин для разделения полюсов может повредить изоляцию бандажных колец.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Аспект настоящего изобретения включает в себя выполнение ротора с учетом вышеупомянутых недостатков известных роторов.

Эти и другие аспекты достигаются путем выполнения ротора согласно приложенной формуле изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Другие характеристики и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из описания предпочтительного, но не исключительного варианта осуществления ротора, иллюстрированного посредством неограничивающего примера на сопроводительных чертежах, на которых:

фигура 1 - схематичный вид части ротора;

фигуры 2-7 - схематичные виды (на плоскости) части линейного листового материала (фигуры 2, 4, 6) и участка линейного листового материала (фигуры 3, 5, 7);

фигура 8 - другой схематичный вид (на плоскости) части линейного листового материала;

фигура 9 - часть ротора с монтажным упором, используемым на нем;

фигуры 10 и 11 - схематичные виды монтажного упора;

фигура 12 - схематичное поперечное сечение через концевые обмотки ротора;

фигура 13 - схематичный вид ротора; и

фигура 14 - схематичный вид в перспективе линейного листового материала.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Со ссылкой на прилагаемые фигуры, ротор 1 с продольной осью 2 (которая является осью симметрии и осью, вокруг которой вращается ротор во время работы) включает в себя тело 3 ротора, ограничивающее активную часть 4 ротора и валы 5 ротора на его концах.

Ротор 1 имеет пазы, которые вмещают в себя проводники 6. Эти проводники 6 имеет проводящую полоску, изготовленную, например, из меди, и изоляцию вокруг нее. Проводники 6 соединены вместе для образования роторной обмотки; в этом случае проводники имеют участки 7, выступающие из пазов тела 3 ротора, изогнутые вокруг валов 5 и соединенные вместе (концевые обмотки).

В варианте осуществления, показанном на фигурах, вокруг участка 7 выполнены изоляция 50 бандажных колец, линейный листовой материал 8, расположенный вокруг изоляции 50 бандажных колец, демпфирующее кольцо 51, расположенное вокруг линейного листового материала 8, и сектор 52 демпфирующих пальцев, расположенный вокруг демпфирующего кольца 51 и частично размещенный в щелях.

Затем вокруг линейного листового материала 8 выполняют бандажное кольцо 9.

Линейный листовой материал 8 образован с помощью двух или более частей 10, например, имеющих форму опции цилиндра. Каждая часть 10 имеет передний и задний края 12, 13, соответственно обращенные к ротору и обращенные в сторону от ротора, и боковые края 14. Боковые края 14 различных частей 10 обращены друг к другу.

Боковые края 14 не параллельны оси 2 ротора. Поскольку боковые края 14 не параллельны оси 2 ротора, если даже они во время работы остаются неподвижными выше участка 7 проводника, они не повреждают изоляцию 50 бандажных колец, так как края проводников и линейных листовых материалов не находятся на одной линии (то есть не выровнены).

Кроме того, между участками 7 выполнены клинья для разделения полюсов. Если боковые края 14 находятся в зоне клиньев для разделения полюсов, то они могут поддерживать большую часть клиньев для разделения полюсов таким образом, чтобы клинья для разделения полюсов не повреждали изоляцию бандажных колец.

Например, края линейного листового материала:

- находятся под углом к продольной оси (фигуры 2 и 3),

- имеют пилообразную форму (фигуры 4 и 5),

- имеют волнообразную форму (фигуры 6 и 7).

В любом случае возможны другие примеры.

Благодаря этой конструкции точное позиционирование линейного листового материала 8 (и, в частности, его краев 14) является необязательным.

В любом случае каждая часть 10 может также иметь паз 22 для монтажного упора 23 (фигура 9).

Монтажный упор 23 можно соединить с возможностью съема во время монтажа с частями 10, кроме того, монтажный упор можно также соединить с возможностью съема с телом 3 ротора. Например, его можно вставить в вентиляционные отверстия тела 3 ротора. Съемный упор позволяет зафиксировать положение линейного листового материала 8 (и, таким образом, его края 14) без риска возникновения опасных ситуаций во время работы, так как его применяют во время сборки, а затем перед работой удаляют (то есть во время работы съемный упор 23 не соединен с ротором 1).

Клинья 25 для разделения полюсов выполнены между соседними участками 7 и проводниками 6 (концевыми обмотками), причем эти клинья 25 используются для механического соединения друг с другом соседних участков 7, выходящих из соседних пазов.

Во время работы из-за центробежных сил образуется или становится больше зазор 26 между соседними боковыми краями 14 соседних частей 10.

Преимущественно зазор 26 является асимметричным к радиальной оси 27, проходящей через центр тяжести 28 клина 25 для разделения полюсов.

Это позволяет закрыть клин для разделения полюсов с помощью частей 10 линейного листового материала 8 на его большей части с тем, чтобы уменьшились риски, связанные с повреждениями и разрывами.

В частности, как показано на фигуре 12, можно предусмотреть пружину 30 для нажатия по окружности на клин 25 для разделения полюсов (как указано стрелкой F).

Зазор 26 находится на пружине 30, предпочтительно выше пружины 30.

Даже в случае, если зазор 26 образуется только во время работы (вследствие центробежных сил), его ширину можно вычислить.

В другом варианте осуществления, края 14 могут быть расположены на расстоянии между полюсами. Это позволяет предотвратить повреждение изоляции бандажных колец, вызванное, например, давлением на него клиньев для разделения полюсов, так как площадь опоры становится больше.

Ротор с линейным листовым материалом согласно настоящему изобретению используется, в частности, во время сборки.

Действительно, во время сборки тело 3 ротора выполнено с проводниками 6 для образования роторной обмотки, таким образом, изоляция 50 бандажных колец и линейный листовой материал 8 соединяются вокруг тела 3 ротора.

Когда бандажное кольцо 9 соединяется выше изоляции 50 бандажных колец, обычно не требуется точное позиционирование краев 14 частей 10, так как:

- линейный листовой материал не повреждает изоляцию участков 7 или изоляцию 50 бандажных колец, так как сжатие (и, таким образом, риски повреждений) происходит только в пределах очень ограниченной зоны участков 7 (части, перекрывающей края 14) или в пределах зон изоляции 50 бандажных колец между участками 7 и краями 14;

- уменьшается риск того, что клинья для разделения полюсов повредят или разрушат изоляцию бандажных колец, так как линейный листовой материал предотвращает вращение клиньев для разделения полюсов, и поэтому он предотвращает высокое напряжение.

Разумеется, описанные особенности можно выполнить независимо друг от друга.

На практике используемые материалы и размеры можно выбрать по желанию, согласно требованиям и современному уровню техники.

Перечень ссылочных позиций

1 - ротор

2 - продольная ось

3 - тело ротора

4 - активная часть ротора

5 - валы ротора

6 - проводники

7 - участки

8 - линейный листовой материал

9 - бандажное кольцо

10 - части

12 - передний край

13 - задний край

14 - боковые края

22 - паз

23 - монтажный упор

25 - клинья для разделения полюсов

26 - зазор

27 - радиальная ось

28 - центр тяжести

30 - пружина

50 - изоляция бандажных колец

51 - демпфирующее кольцо

52 - сектора демпфирующего пальца

F - стрелка

Настоящее изобретение относится к ротору для электрической машины. Технический результат заключается в повышении надёжности и упрощении сборки ротора. Ротор для электрической машины содержит тело ротора с продольной осью, проводники, расположенные на роторе, и линейный листовой материал, расположенный вокруг участков, выступающих из пазов тела ротора, и проводников. При этом линейный листовой материал имеет части с боковыми краями, которые не параллельны продольной оси. 11 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Ротор (1) для электрической машины, содержащий:
тело (3) ротора с продольной осью (2),
проводники (6), расположенные на роторе (1), и
линейный листовой материал (8), расположенный вокруг участков (7), выступающих из пазов тела (3) ротора, и проводников (6),
отличающийся тем, что
линейный листовой материал (8) имеет части (10) с боковыми краями (14), которые не параллельны продольной оси (2).

2. Ротор (1) по п.1, отличающийся тем, что каждая часть (10) линейного листового материала (8) имеет передний и задний края (12, 13), соответственно обращенный к телу (3) ротора и обращенный в сторону от тела (3) ротора, и боковые края (14).

3. Ротор (1) по п.2, отличающийся тем, что боковые края (14) различных частей (10) линейного листового материала (8) обращены друг к другу.

4. Ротор (1) по п.1, отличающийся тем, что боковые края (14) находятся под углом к продольной оси (2).

5. Ротор (1) по п.1, отличающийся тем, что боковые края (14) имеют пилообразную форму.

6. Ротор (1) по п.1, отличающийся тем, что боковые края (14) имеют волнообразную форму.

7. Ротор (1) по п.1, отличающийся тем, что каждая часть (10) имеет паз (22) для монтажного упора (23).

8. Ротор (1) по п.7, отличающийся тем, что монтажный упор (23) соединяется с возможностью съема во время монтажа с частью (10) линейного листового материала (8).

9. Ротор (1) по п.7, отличающийся тем, что монтажный упор (23) соединяется с возможностью съема с телом (3) ротора.

10. Ротор (1) по п.1, отличающийся тем, что между соседними участками (7), выступающими из пазов тела (3) ротора, выполнены клинья (25) для разделения полюсов, причём
по меньшей мере, во время работы между соседними боковыми краями (14) соседних частей (10) линейного листового материала образуется зазор (26), причем зазор (26) является асимметричным относительно радиальной оси, проходящей через центр тяжести (28) клина (25) для разделения полюсов.

11. Ротор (1) по п.10, отличающийся тем, что содержит пружины (30), установленные для нажатия по окружности клина (25) для разделения полюсов, зазор (26) находится у пружины (30).

12. Ротор (1) по п.1, отличающийся тем, что боковые края (14) расположены в центрах разделения полюсов.