Статор электрической машины переменного тока Советский патент 1984 года по МПК H02K1/16 

2.Статор по п.1, отлича щий с я тем, что смещены одна относительно другой оси шлицов соседних листов сердечника или групп. 3.Статор по п.1, о т л и чающийся тем, что листы дечника выполнены с равным числ шлицов и оси шлицов соседних па кетов листов сердечника или их групп смещены одна относительно другой. 5 4.Статор по п. 1 , о т л и ч а 10щ и и с я тем, ЧТО пакеты листов сердечника имеют различное число шлицов и оси шлицов соседних пакетов или их группсмещены одна относительно другой.. 5.Статор попп.1и4, отличающи, йс я тем, что число шлицов последующих пакетов листов сердечника или их групп, начиная с крайних, уменьшается, а оси шлицов соседних пакетов или их групп смещены одна относительно другой.

1.СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий выполненный из пакетов шихтованный сердечник, в крайних листах которого выполнены шлицы, о т л и чающийс я тем, что, с целью увеличения нагрузочной способности и повышения надежности работы, оси . шлицов отдельных листов смещены друг относительно друга в тангенциальном направлении. О) СП СО GD СД

Изобретение относится к электрическим машинам переменного тока, в частности к мощным турбо- и гидрогенераторам, характеризующимся значительными электромагнитными и тепловыми нагрузками торцовых элементов статора.

Известен статор электрической машины переменного тока, содержащий 1 шхтованный сердечник (магнитопровод) с обмоткой 1,

Листы железа концевой части шихтованного сердечника статора конструктивно не отличаются от остальных листов. При увеличении мощности машин концевая часть сердечника имеет недопустимо повышенный нагрев,, обусловленный аксиальным магнитным потоком обмоток машин.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является статор электрической машины переменного тока, содержащий шихтованный сердечник с обмоткой, в крайних листах железа которого выполнены шлицы. Такое конструктивное исполнение крайних листов уменьшает наводимые вихревые токи и потери и существенно снижает их нагрев 2

Однако в связи с тем,, что оси шлицов в каждом листе железа сердечника ,совпадают, магнитный поток обмоток в зоне шлицов не только отражается вследствие наведения вихревых токов, но и увеличивается. Поэтому температура листов железа, которые выЛолнены без шлицев и которые расположены непосредственно за листами железа со шлицами, возрастает и чем выше мощность машины, тем больше степень этого возрастания, так как увеличиваются при этом вихревые токи в листах, В результате уменьшается нагрузочная способность и снижается надежность работы электрической машины.

Цель изобретения - увеличение нагрузочной способности и повышение надежности работы электрических машин путем снижения нагрева крайних листов сердечника статора.

Поставленная цель достигается тем, что в статоре электрической машины переменного тока, содер0 жащем выполненный из пакетов шихтованный сердечник, в крайних листах которого выполнены шлицы оси шлицов отдельных листов смещены одна относительно другой в танген5 циальном направлении.

Оси шлицов соседних листов сердечника или их групп также могут быть смещены одна относительно другой.

Q Листы сердечника могут быть выполнены с равным числом шлицов, и оси шлицов соседних пакетов листов сердечника или их групп смещены одна относительно другой. 5 Пакеты листов сердечника могут иметь различное число шлицов, и оси шлицов соседних пакетов или их групп могут быть смещены одна относительно другой.

В сверхмощных электрических ма- шинах количество шлицов на один зубец крайних листов может быть предусмотрено два и больше, и тогда шлицы прорезаются таким образом, что их число в каждом последующем пакете, начиная с крайнего, уменьшается, а оси шлицов соседних пакетов или их групп смещены одна относительно другой.

Указанная конструкция статора 0 электрической машины переменного тока более надежна, а ее нагрузочная способность увеличивается по сравнению с конструкцией, выбранной за прототип, вследствие уменьшения нагрева листов железа, расположенных непосредственно за крайними листами сердечника статора, выполненными со шлицами, так как шли1ЦЛ со смещенными осями устраняют эффект локального усиления магнитного потока в зоне шлицов по всей глубине их выполнения и обеспечивают равномерное отражение магнитного потока по ширине зубца листа железа.

На фигЛ изображена торцовая часть статора электрической машины переменного тока; на фиг.2 -5 .варианты выполнения шлицов в крайних листах железа сердечника со смещенными одна относительно другой осями.

Статор электрической машины содержит шихтованный сердечник 1 с обмоткой 2 (фиг.1), в крайних листах 3 железа которого выполнены шлицы 4, Остальные листы 5 выполнены без шлицов. Шлицы 4 выполнены таким образом, что оси двух соседних листов или их групп смещены одна относительно другой в тангенциалном направлении (фиг.2). Шлицы заполняют изолирующим материалом. Для заполнения может быть применена эпоксидная смола.Тогда целесообразно шлицы листов смещать для двух со.седних пакетов либо для двух соседних групп пакетов (фиг.З). Все листы каждого в отдельности пакета либо группы пакетов имеют шлицы, ос которых совпсщают.

В сверхмощных электрических машинах при больших электромагнитных нагрузках на концевые зоны количество шлицов на один зубец крайних листов .может быть предусмотрено больше одного. Тогда сердечник статора выполняют таким образом, что пакеты либо группы пакетов с неодинаковым числом шлицов чередуются и тем самым в каждых двух соседних пакетах либо их группах оси шлицов будут смещены (фиг.4), либо число шлицов каждого последующего пакета либо группы пакетов, начиная с крайних, уменьшается (фиг.З).

При работе электрической машины переменного тока аксиальный магнитный поток рассеяния обмотки 2 и магнитный поток, вытесненный из воздушного зазора,индуктирует вихревые токи в крайних листах железа сердечника 1, и поэтому листы пакетов 3 и 5 греются. Наличие шлицов 4 в части крайних листов обеспечивает уменьшение их нагрева (конструкция, выбранная за прототип). Однако взаимодействие аксиального магнитного потока обмоток и магнитного потока наведенных вихревых токов листов железа обусловливает отражекие потока в области листа, не занятой шлицами, и их суммирование в зоне шлицов по всей их глубине в пакетах. Поэтому в листы 5, в которых отсутствуют шлицы и которые непосредственно расположены после листов 3 со шлицами, проникает магнитный поток, который усиливается потоком вихревых токов и тем самым становится большим, чем в случае отсутствия шлицов в крайних листах 3. В пред0лагаемой конструкции оси шлицов в листах смещены, поэтому магнитный поток, усиленный потоком токов каждого предыдущего листа либо пакета, отражается потоком токов последую5щего листа либо пакета. Вследствие этого, поток, проникающий в пакеты 5 без шлицов, значительно уменьшается. Уменьшается нагрев этих пакетов и устраняется в мощйых электрома0шинах резкое возрастание их нагрева.

Технико-экономическая эффективность от внедрения предлагаемой конструкции статора в генераторах переменного тока мощностью 500 МВт и выше

5 достигается за счет увеличения нагрузочной способности (расширение диапазона и повышения мощности) и повышения надежности работы машин, так как применение смещенных шли0цов по глубине пакетов уменьшает нагрев крайних листов сердечника. Нагрев крайних листов ограничивает допустимую нагрузку генераторов в режимах недовозбуждения и асинхрон5ного хода. Снижение нагрева крайних листов сердечника позволит расширить диапазон нагрузки и повысить надежность работы.

Применение предлагаемой конструк0ции статора обеспечивает увеличение сечения железа статора и тем самым потокосцепления обмотки статора, мощности машины и ее КПД. Так как увеличение температуры в крайних

5 листах сердечника вследствие проникновения аксиального торцового потока наблюдается на определенной глубине (10 см в ТГ мощностью 500 МВт), то выполнение шлицов на эту глубину

0 за счет магнитного шунтирования обеспечивает снятие нагрева пакетов вследствие проникновения аксиального потока. Однако устройство шлицов уменьшает сечение железа сердеч5ника статора, потокосцепление с обмоткой статора, а тем самым мощность машин при неизменных нагревах. Уменьшение глубины в аксиальном направлении шлицов в крайних листах

0 сердечника вследствие применения изобретения увеличит КПД и мощность электрический машин.

.