Ротор электрической машины двойного питания Советский патент 1983 года по МПК H02K1/26 

Изобретение относится, к электромашиностроению, в частности к турбогенераторостроению. Известны роторы электрических машин двойного питания (МДП), например роторы асинхронизированных или МДПтурбогенераторов, содержащие, две ,об мотки, уложенные в пазы, распределен ные по окружности их активной части каждая из которых конструктивно пред ставляет собой обычную обмотку возбуждения синхронного турбогенератор состоящую из концентрических катушек и размещенную по глубине пазов. Вначале укладывают .одну обмотку (нижнюю), затем -. вторую (верхнюю) . Оси обмоток сдвигают на соответствующий угол. Он может быть любым, но большей степени преимущества ротора проявляются, если угол сдвига осей обмоток составляет 90 эл. град. В этом случае обмотки могут быть испол зованы как в синхронном , так к для создания вращающегося поля воз буждения частоты скольжения ротора относительно поля статора в асинхрон ном,режиме, что имеет большое значе ние для устойчивой работы машины Ш Применение для роторов МДП обмоток из концентрических катушек обеспечивает, по сравнению с петлевыми и волновыми типами обмоток, меньший вылет лобовых частей и более высокую надежность междувитковой изоляции в связи с отсутствием пересечений проводников в лобовых частях. Концен трические катушки должны иметь усиленную изоляцию только между верхним и нижним слоем обмоток в лобовых час тях, что достигается выбором соответ ствующей толщины этой изоляции и изготовлением ее достаточно механическ прочной, например,путем прессования из стеклоткани (стеклотекстолитовая -изоляция). Такое усиление изоляции между слоями свойственно не только концентрическим катушкам, но и остал ным типам обмоток. Наиболее близким к предложенному является ротор МДП с обмотками из концентрических катушек, которые своим наименьшим периметром хотя и охватывают участки бочки ротора, внешне напоминающие для каждой из обмоток большие зубцы полюсов, но эти участки, так же, как остальная часть ротора, перерез аны пазами, в которых содержатся проводники второй обмотки 2 . Сечение магнитопровода ротора МДП с обмотками из концентрических катушек в зубцовой зоне остае ся таким же уменьшенным, как и для остальных двухобмоточных роторов. НедостАтком роторов с двумя обмот ками является повышенное насыщение магнитопровода зубцовой зоны по срав нению с роторами синхронных машин с одной обмоткой, что снижает их надежность. Это объясняется наличием в роторах с двумя обмотками пазов с проводниками, распределенных по всей окружности ротора и отсутствием бопь ших зубцов на полюсах, характерных для обычных роторов синхронных машин. В особенности насыщение магнитопровода проявляется в нижней части зубцов, где их ширина уменьшена по сравнению с верхней частью, расположенной на большем диаметре. Цель изобретения - повышение надежности . Поставленная цель достигается тем, что в-известном роторе электрической машины двойного питания, содержащем бонку, в пазах которого размещены уложенные двуслойно две обмотки, сдвинутые одна относительно другой и состоящие из концентрических катушек, наименьший периметр которых охватывает участки бочки ротора с пазами, в которых размещены проводники второй обмотки, пазовая часть катушек нижнего слоя, уложенных в пазах, охваченных внутренними концентрическими катушками верхнего слоя, размещена в верхних частях jna3a. На фиг. 1 показан предложенный ротор, аксонометрия; на фиг. 2 - схема обмотки ротора (пунктирными линиями обозначены проводники в нижнем сдое, контурными -, в верхнем); на фиг. 3 - узел .1 на фиг. 1. Ротор содержит бочку 1, в пазах 2 которой размещены и изолированы от вала и друг от друга две обмотки 3 и 4, сдвинутые одна относительно друТой на угол оС (фиг, 2). В общем случае-этот угол м.ожет быть любым и, в частности,он может быть 90 эл. град. Обмотки 3 и 4 уложены в пазы ротора одна за другой. В лобовых частях 5 между обмотками расположены изоляционные сегменты б. Каждая из обмоток 3 и 4состоит из концентрических катушек 7 и 8 и 9 и 10. Наименьший периметр катушек 7 и 8 обмотки 3 охв атывает участки 11 и 12, бочки ротора с пазами, в которых размещены проводники .13-16 обмотки 4, а наименьший периметр катушек 9 и 10 охватывает участки 17 и 18 бочки ротора с пазами, в которцх размещены проводники 19-22 обмотки 3. Эти проводники подняты за пределами лобовых частей 5, на наклонных участках 23, в верхнюю часть пазов. Таким образом, лобовые части всех -проводников обмотг ки 3, уложенной в ротор первой, и пазовые части ее проводников, за исключением тех, которые проходят через участки 17 и 18 бочки 1, размещены в нижнем слое по отношению к наружной поверхности ротора, а пазовая часть проводников обмотки 3, проходящих через участки 17 и 18 бочли 1 после их подъема на участках 23,

и все проводники обмотки 4 в пазовой и лобовых частях размещены в верхнем слое. При этом пространства пазов не занятые проводниками, т.е. пространства, находящиеся под проводниками в пазах на участках 17 и 18 и 11 и 12, заполнены магнитным материалом 24, например ферфомагнитнымя брусками или лентой.

.Пазы с заполнителем могут быть выполнены меньшей глубины, чем остальные. Однако необходимо учитывать реакции Р и Р (фиг.З) на опорных поверхностях пазовых клиньев от центробежных сил содержимого пазов при вращении ротора, так как уменьшение глубины пазов с заполнителем снижает величину реакции Р неравенствЪР и Р друг другу вызывает дополнительные изгибающие напряж;ения в зубцах 25. Поэтому оптимальным является выполнение такой глубины пазов с заполнителем, при которой реакции Ру

и РЧ равны.

При работе машины, благодаря поднятию проводников обмотки 3, размещенных на участках 17.и 18 бочки ротора, в верхнюю часть пазов и заполнению освободившегося пространства под проводниками в этих пазах и пространства в пазах под проводниками на участках 11 и 12 магнитным материалом магнитопровод ротора в нижней

-части эубцовой зоны имеет увеличенное сечение, и разгружается от насьпцения.

5 Кроме того, поднятие проводников в верхнюю часть пазов, на участках 17 и 18, снижает поток рассеяния ротора. Таким образом, уменьшается ток и снижаются потери навозбуждение.

РОТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ДВОЙНОГО ПИТАНИЯ, содержащий бочку, в пазах которой размещены уложенные двуслойно две обмотки, сдвинутые одна относительно . и состоящие из концентрических катушек, наименьший периметр которых охватывает участки бочки ротора с пазами, в которых размещены проводники второй обмотки,отл и ч ающи и с я тем, что, с целью повышения надежности за счет разгрузки магнитопровода ротораот насыщения, пазовая часть катушек нижнего слоя, уложенных в пазах бочки, охваченных внутренними концентрическими катушками верхнего О слоя, размещена в верхних частях па-jg за, (Л 25