Ротор синхронной явнополюсной электрической машины Советский патент 1983 года по МПК H02K3/52 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к роторам явнополюсных электрических машин.

Известен ротор явнополюсной машины, содержаш,ий катушки обмотки возбуждения и межполюсные распорки, установленные в пазах обода ротора, и предназначенные для крепления катушек обмотки возбуждения на полюсах ротора 1.

Однако данная конструкция является сложной, содержит большое число конструктивных элементов, что является недостатком в случае использования ее в высокоскоростных электрических машинах 1.

Наиболее близким по технической суш,ности к предлагаемому является ротор синхронной явнополюсной электрической машины, обмотка возбуждения которого закреплена на сердечнике полюса с помошью скоб, охватываюш,их обмотку с наружной и торцовых сторон, и притягивающих ее к сердечнику. При этом каждая из этих скоб выполнена в виде металлической полосы, оба конца которой прикреплены тем или иным способом к сердечнику полюса 2.

Недостатком такой конструкции является то, что в высокооборотной электрической машине скоба по условиям мехпрочности должна выполняться достаточной толстой и, соответственно, жесткой, что резко ухудшает условия изготовления (изгиба) скобы, ее монтаж и демонтаж на полюсе, так как эти операции могут быть осуществлены только совместно с обмоткой. Снижается также надежность работы машины изза сложного напряженного состояния в скобе в местах изгиба ее вверху и внизу катушки при воздействии на скобу тангенциальной составляющей центробежных сил катушки.

Цель изобретения - повышение надежности крепления и упрощения монтажа и демонтажа скоб и катушек ротора электрической машины.

Поставленная цель достигается тем, что в роторе синхронной явнополюсной электрической мащины, содержащем катушки, и укрепление охватывающими их скобами, концы которых крепятся к сердечникам полюсов, каждая скоба выполняется из нескольких частей, соединенных друг с другом шарнирно, часть скобы, размешенная по высоте катущки, выполнена из ленточного материала, причем соединение скобы с сердечником у его основания выполнено разъемным.

На чертеже в качестве примера представлен полюс ротора явнополюсной синхронной электрической машины, поперечный разрез с установленными скобами предлагаемой конструкции, состоящими из трех частей.

На сердечнике 1 полюса размещена катущка 2 обмотки возбуждения, которую охватывают и притягивают к сердечнику скобы, состоящие из трех частей - верхней планки 3, проущины 4 и нижней планки 5. Проушина выполняется из высокопрочных ленточных материалов. Части скобы соединены друг с другом шарнирно, например, с помощью двух цилиндрических осей 6 и 7, размещенных в отверстиях, выполненных в соединяемых частях скобы, при этом одна из осей соединяет верхнюю планку 3 с проущиной 4, а другая - проушину 4 с нижней планкой 5. Крепление верхней планки 3 к

сердечнику 1 может быть либо неразъемным, например, с помощью сварки, либо разъемным, например, с помощью Т-образных выступов на планке 3 и соответствующих выемок на сердечнике 1. Крепление нижней планки 5 к сердечнику 1 должно выполняться только разъемным, например, с помощью клиновой вставки 8 (см. чертеж). Обмотка возбуждения изолируется от сердечника и скобы с помощью электроизоляционных элементов 9-12.

При вращении ротора высокооборотной

электрической машины центробежные силы, действующие на обмотку, стремятся сместить ее в тангенциальном направлении. Проушина 4 скобы, нагруженная тангенциальными усилиями от обмотки, распределяет

нагрузку между верхней и нижней планками 3 и 5, которые одной стороной через щарнирные соединения воспринимают нагрузку от проушины 4, а другой прикреплены к сердечнику 1, благодаря чему проушина 4 и катущка 2 обмотки возбуждения удерживаются от тангенциального смещения.

Упрощение монтажа и демонтажа в предлагаемой конструкции ротора происходит вследствие обеспечения возможности раздельной установки и съема обмотки возбуждения и скобы. Так, например, монтаж осуществляется в следующей последовательности: сначала прикрепляют верхнюю планку 3 скобы к сердечнику и поворачивают проушину 4 и нижнюю планку 5 вокруг цилиндрических осей 6 таким образом, чтобы обеспечить возможность свободной установки катушки на сердечник. После установки катушки проушину 4 и нижнюю планку 5 поворачивают, охватывая катушку, и скоба прикрепляется к сердечнику своей нижней планкой с помощью клиновой вставки 8. При демонтаже нижняя планка 5 освобождается от крепления к сердечнику и поворачивается вместе с проушиной 4 вокруг оси 7, освобождая доступ к обмотке возбуждения, например, для снятия ее или производства ремонтно-профилактических работ.

Повышение надежности в предлагаемой конструкции достигается за счет того, что в местах шарнирных соединений устраняется действие изгибающих моментов на скобу при воздействии тангенциальных составляющих центробежных сил. По сравнению с известной конструкцией, где воздействие изгибающих моментов в сочетании с поперечными и

продольными силами в местах изгиба приводят к сложному напряженному состоянию с повышенным уровнем механических напряжений, в предлагаемой конструкции в шарнирных соединениях действуют только усилия среза, простота учета которых позволяет принять минимальные коэффициенты запаса при достаточно высокой надежности. При этом, выполнение скобы из нескольких отдельных частей позволяет изготавливать их по форме и конструктивному исполнению

максимально соответствуюшими их функциональному назначению, благодаря чему, при нагружении поперечными усилиями, проушина воспринимает их как гибкая нить, т.е. в предлагаемой конструкции исключается воздействие изгибаюш,их моментов в поперечном сечении проушины и она работает только на растяжение, что также увеличивает ее надежность, межремонтный период эксплуатации ротора и общий срок его службы.

РОТОР СИНХРОННОЙ ЯВНОПОЛЮСНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащий катушки обмотки возбуждения, размещенные на сердечниках полюсов и укрепленные охватывающими их скобами, концы которых прикрепляются к сердечникам полюсов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности крепления и упрощения монтажа и демонтажа, каждая скоба выполнена из нескольких частей, соединенных друг с другом шарнирно, часть скобы, размещенная по высоте катушки, выполнена из ленточного материала, причем соединение скобы с сердечником у его основания выполнено разъемным. 1C СО 00 САЗ