Статор электрической машины Советский патент 1983 года по МПК H02K1/18 

Изобретение относится к электромшиностроению, в частности к устройству электроизоляцйи сердечника статора мощной электрической машины и его крепления в корпусе.

Известны конструкции статоров. Д1ОЩНЫХ электрических машин, у которых сердечник собран из лакированных сегментов электротехнической тонколистовой стали на распределенных по окружности металлических статорных ребрах с болтовыми концами, по торцам он ограничен металлическими плитами, вместе с которыми стянут гайками ребер. Ребра статорные приварены к внутренним поперечным стенкам ме;таллического корпуса статора. Ребрастаторные, торцовые плиты, коргьус статора с его поперечными стенками образуют замкнутые электропроводяьдае контуры разного по величине электрического сопротивления С 1 .

Однако описанная конструкция обладает недостатками: при работе машины.вращающиеся магнитны поля пересекают эти контуры, наводя в них электрические токи разной величины, последние вызывают неравномерные перегревы этих контуров и соответствующие им тепловые деформации и механические Напряжений. Происходит нарушение прессовки сердечника. Лак участков сегментов сердечника, прилегающих к этим контурам, и соответствующие участки изоляции обмотки статора перегреваются. Снижаются надежность и долговечность статора, особенно в машинах с большим отношением длины сердечника к его диаметру.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достига- емому эффекту является конструкция, в которой .ребра статора изолированы от сердечника путем установки изоляционных прокладок между ребром и сердечником 2.

Это устраняет замыкание ребер со спинкой сердечника, устраняет местные токи между сегментами, но не прерывает электрические токи в ребрах, торцовых плитах и корпусе, не устраняет перегревы ребер и плит не устраняет раслрессовку сердечника. Кроме того, соприкасаясь с перегретыми ребрами, изоляционные прокладки разрушаются. Таким образом, между ребрами и сердечником образуются недопустимо большие зазоры.

Целью изобретения является повышение надёжности, долговечности и КПД, Достигаемые1путем разрыва цепей электрических токов, индуцированных в ребрах магнитными потоками в сердечнике и замыкающихся через корпус и плиты.

Указанная цель достигается тем, что в статоре электрической машины, содержащем корпус с внутренними поперечными стенками, собранный из стальных сегментов сердечник с изолированными от него продольными ребрами, по концам которых установлены торцовые плиты, продольные ребра, сердечника электрически изолированы от корпуса и торцовых плит посредством прокладок и втулок.

С целью предотвращения появления зазоров в сопряжениях ребер с сердечником корпусом и плитами, прокладки и втулки выполнены из твердого материала, например из стеклотекстолита.

На фиг. 1 показан статор электрической машины, например, турбогенератора с упругой подвеской сердечника в корпусе, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг. 3 - ребро и сердечник статора турбогенератора, поперечный разрезJ на фиг. 4 - сопряжение ребра с корпусом, продольный разрезf на фиг. 5 - сопряжение ребра с торцовой плитой, продольный разрез.

В корпусе статора 1 на его внутренних поперечных стенках 2 по окружности параллельно продольной оси установлены ребра статора 3. Сердечник статора 4 собран из лакированных сегментов тонколистовой электротехнической стали на ребрах 3 и спрессован с помощью торцовых плит 5 насаженных свожии отверстиями на болТовые концы ребер 6 через прокладки установочные 7. Ребро 3 для сопряжения с сердечником 4 имеет призму 8 (фиг. 2 и 3). Между призмой и сердечником 4 по всей длине установлен тонкий слой твердой изо.гляции 9, например, в виде пары угольников из твердого материала , например стеклотекстолита, i Призма при этомуширена или сдвоена, что уменьшает нагрузки на поверхности сопряжения. Зазоры в сопряжении полностью выбираются при укладке сегментов и опрессовке сердечника. При сборке сердечника из пакетов, предварительно собранных из сегментов на обоймах и склееных, изоляция 9 установлена между обоймой и сегментами. Возможен вариант выполнения обоймы из твердой изоляции, при этом установка дополнительной изоляции не требуется. Сопряжения ребра с корпусом осуществлено посредством пар планок 10, изолированных от поперечных стенок 2 корпуса изоляционными прокладками 11 и закрепленныхна них болтами 12, изолированных трубками 13. Бологы 12 и гайки 14 застопорены шайбами 15. Ребра 3 приварены к планкам 10 посредством косынок 16. Изолировка ребер от плит (фиг. 5) осуществляет.ся путем обеспечения достаточных зазоров после сборки между ребрами 3 и плитами 5 и путем опрессовки внутренней расточки прокладки установочной 7 твердой изоляцией 17 с последующей проточкой в размер цилиндрической части болтового конца ребра. Поверх прокладки установочной 7 под шайбу стопорную 18 устанавливаются прокладка изоляционная 19 и ее заиштная металлическая прокладка 20. Окончательно установленная гайка застопорена шайбой 18, при этом лапка шайбы заведена в шлиц торца ребра 3 и закреплена болтом 21, после чего прокладка установочная приварена к торцовой плите. .

При работе машины магнитные поля сердечника и лобовых частей обмотки, статора наводят ЭДС в ребрах и плитах. Ребра изолированы от сердечника, корпуса и плит и не замкнуты между собой и другими частями машины, поэтому представляют незамкнутые проводники, следовательно, возникновение в них электрических токов исключено, исключен и их нагрев, ЭДС, наведенные в плитах, не создают токов, которые замыкались бы по ребрам и противоположной плите.. В самих же плитах ЭДС создают большие токи, но суммарный нагрев плит

значительно снижен, что позволяет .увеличить мощность машины. Изолировка ребер от сердечника и устранение их нагрева исключает выгорание лака сегментов и замыкание сегментов, что, в свою очередь, исключает выгорание сердечников. Исключена подгорание гаек и плит, атакже отворачивание гаек и распресбовка сердечника.

Предлагаемая конструкция статора

0 повьанает надежность машины за счет исключения аварийных простоев, вызываемых электрическими токами и шитах статора и повышает КПД машины за счет ликвидации потерь, вызы5ваемых этими токами. Надежность и технологичность предпагаслюго устройства проверены расчетшта,. а также ;. опытом эксплуатации ряда машин иэ- j вестных конструкций.

Изобретение целесообразно испсшь зовать во всех мощсшх электрических машинах, в том числе в экстшуатируелшх при проведении капитальных ре-i монтов в заводских условиях. В турбогенераторах мощностью менее 100 MB целесообразно ограничиться изолированием ребер от плит и корпуса 1или только от плит. Изолировка ребер от сердечника без изолировки i их от корпуса и плит недопустима.

1, СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащий- корпус с внутренними поперечными стенками, собранный из стальных сегментов сердечник с изолированными от него продольными ребрами, по концам которых установлены торцовые плиты, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повьииения надежности и КПД, продольные ребра сердечника электрически изолированы от корпуса и торцовых плит посредством прокладок и втулок. 2. Статор по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что прокладки и втулки выполнены из твердого материала, -например из стеклотекстолита. liL. Фиг.1