Статор электрической машины Советский патент 1984 года по МПК H02K1/20 H02K9/20 

2. Статор по п. 1, отличающийся тем, что распорки выполнены в виде встречного клинового соединения.

3. Статор по пп. 1 и 2, о т л ичающийся тем, что по меньшей

мере одна из- частей распорки выполнена в виде пластины из материала, обладаквдего тепловой памятью с возможностью принятия волнообразной формы при рабочей температуре обмотки.

1, СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ , преимущественно турбогенератора, содержащий сердечник с зубцами и пазёили, в которых расположены стержни обмотки, закрепленные клиньями, наясимные фланцы, палыол, образукхцие вентиляционные каналы между нажимными фланцами и крайними пакетами сердечника статора, и расположенные в клиньях тепловые трубы с конденсационными участками, вынесенными за пределы клина, и испарительными участками, отличающийс я тем, что, с.целью интенсификации процесса охлаждения и-стабилизации теплового состояния концевой зоны сердечника статора, каждый клин снабжен по меньшей мере одной дополнительной тепловой трубой и распорками, одна из-которых установлена под стержнем обмотки в углублении на испарительных участках тепловых труб, другая - между- испарительными участками тепловых труб, а конденсационные участки тепловых труб расположены напротив вентиляционных каналов (Л между нажимными фланцами и крайними пакетами. 05 4i 00

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к стато электрической машины, например, тур богенератора. Известен статор электрической ма шины, у которого интенсификация рхлаждения и. стабилизация теплового состояния крайних пакетов сердечник при переменных графиках нагрузки осуществляется с помощью тепловых труб, установленных на дне паза сер дечника статора L1.. Однако такая конструкция не решает проблемы охлаходения зубцов, в особенности в зоне их коронок, Нагр вы коронок зубцов в отдельных ре-, жимах могут достигать больших значений и снижать надежность и нагрузочную способность машины. Наиболее .близок к предлагаемому статор электрической машины, содержащий сердечник с зубцами и пазами, в которых расположены стержни обмотки, закрепленные клиньями, нажимные фланцы, пальцы, образующие в.ентиляционные каналы между, нажимными фланцами и крайними пакетами сердечника статора, и расположенные в клиньях тепловые трубы с конденсационными участками, вынесенными за пределы клина, и испарительными участками L23. Реализация такой конструктивной схемы в турбогенераторах громоздка. В процессе эксплуатации машины. в особенности при циклических нагрузкак, ослабевает контакт испарительно го участка тепловой трубы с элементами конструкции, которые подлежат охлаждению. Тепловое сопротивление к стенке тепловой трубы от коронок зубцов при этом существенно увеличивается, вследствие чего эффективность охлаждения тепловыми трубами, снижается. Увеличение плотности посадки клина, с рас положенным в нем испарительньм участком тепловой трубы усложняет технологию и ремонтоспособность конструкции. Цель изобретения - интенсификация охлаходения и -стабилизация теплового состояния концевой зоны сердечника статора, а следовательно, повышение надежности и нагрузочной способности машины в особенности при переменных графиках нагрузки. Поставленная цель достигается тем, что в статоре электрической машины, содержащем сердечник с зу.бдами и пазами, в которых расположены стержни обмотки, закрепленные клиньями, нажимные фланцы,,пальцы, образукидие вентиляционные каналы между нажимными фланцами и крайними -пакетами сердечника статора, и расположенные в клиньях тепловые трубы с конденсационными участками, вынесенными за пределы клина, и испарительными участками, каждый клин снабжен по меньшей Мере одной дополнительной тепловой трубой и распорками, одна из которых установлена под стержнем обмотки в углублении на испарительных участках тепловых труб, другая - между испарительными участкаЛи тепловых труб, а конденсационные участки тепловых расположены напротив вентиляционных каналов между нажимными фланцами и крайними пакетами. Для облегчения сборки и улучшения ремонтопригодности тепловых труб распорки могут быть выполнены в виде встречного клинового соединения. Для обеспечения регулируемого поджатия испарительных участков тепловых труб по меньшей мере одна из частей распорки может быть выполнена в виде пластины, обладающей т.еп овой памятью с возможностью принятия волнообразной формы при рабочей температуре обмотки. На фиг.1 изображен статор, продольное сечение (частично показана конструкция концевой зоны статора и место установки клиньев с тепловыми трубами); на фиг.2 - концевые зоны статора с установленной тепловой трубой, продольный разрез; на фиг.Зрасточка статора с установленными тепловыми трубами в пазу; на фиг.4 паз статора с тепловой трубой и распоркой в виде клина, поперечное сечение; на фиг.5 - паз статора с распх)ркой в виде встречного клинового соединения, поперечное сечение; на фиг.6 - распорка в виде пластины из материала, обладающего памятью волнообразной формы при комнатной температуре; на фиг.7 - то же, при температуре, рав.чой температуре стержн при номинальном режиме, Статор электрической машины содержит сердечник 1, стержни 2 обмот ки, нажимной фланец 3, нажимной палец 4, крайние пакеты 5 сердечника с основными пакетами 6 и вентиляционными каналами 7 между ними, В кра них пакетах сердечника статора уста новлены клинья 8 с тепловыми трубами, которые имеют испарительные 9 и конденсационные 10 участки. Конденсационный участок выполнен с реб рами 11 для интенсификации охлаждения, расположен в аксиальном направ лении машины и занимает промежуток между нажимным фланцем икрайними пакетами напротив вентиляционных ка налов 12 между нажимными пальцами, фланцами и крайними пакетами, а также напротив вентиляционного кана ла 13 между крайними пакетами. Каждый клин содержит по меньшей мере две тепловые трубы 14 и 15, плотно прижатые к поверхности 16 ко ронки зубцов 17 с помощью двух распорок. Одна распорка 18 выполнена в виде клина и. установлена между стерх(нем 2 обмотки в углублении на испарительных участках тепловых тру Вторая распорка 19 выполнена в виде клина и установлена между испарител ными участками тепловых труб. Распорки между стержнем статора и испарительными участками тепловых тру и между испарительными участками тепловых труб могут быть выполнены в виде -встречного-клинового соедине ния, а именно встречных клиньев 20, 21 и 22 и 23, Одна из частей клинового встречного соединения может быть выполнена в виде пластины 24 и материала, обладающего тепловой па. мятью с возможностью принятия волно образной формы 25 при рабочей температуре обмотки, В качестве материала, обладающего памятью, может быть использован никелид титана, -. имеющий температуру конца восстанов ления формы , Предварительно по известной технологии пластине 24 задают волнистую форму, фиксируют в этом состоянии, нагревают до и выдерживают 2 ч, после чего охлаждают на воздухе и выравнивают (фиг, При комнатной температуре распорка имеет форму, показанную на фиг,7, При эксплуатации машины пластина благодаря повышению температуры приобретает волнообразную форму (фиг,7). Предлагаемое устройство работает следукяцим образом. Тепловыделение ©т коронок зубцов и частично от стержня обмотки посредством теплопроводности подводятся к испарительным участкам тепловой трубы-клина,Далее тепловыделения посредством испарительно-конденсационного процесса передаются по тепловой трубе и рассеиваются с оребренного конденсационного участка тепловой трубы лотоками хладагент-а, которые циркулируют в вентиляционных каналах между пальцами, а также в вентиляционных каналах крайних пакетов сердечника статора Эффективное охлаждение оребренного конденсационного участка тепловой трубы обеспечивается также интенхзивными потоками хладагента в зазоре между ротором и статором. Надежный тепловой контакт испарительного участка тепловой трубыклина с коронками зубцов крайних пакетов обеспечен клиновидными рас- порками. При выполнении распорок из материала, обладающего тепловой памятью, например из никелида титана, надежный контакт обеспечивается в результате принятия распорками волнообразной формы уже при 40°С, Обеспечение надежного теплового контакта между испарительными участками тепловой трубы и коронками зубцов в сочетании с интенсивным охлаждением оребренного конденсационного участка снимает локальные нагревы зубцов, стабилизирует температуру зубцов при переменных графиках нагрузки и обеспечивает тем самым повышение нагрузочной.способности и надежности машины в целом. Предлагаемое устройство обеспечивает работу электрической машины, например турбогенератора, в режиме недовозбуждения вследствие повышения надежности работы при уменьшении максимальных температур зубцов крайних пакетов, а также уменьшения колебаний температур зубцов np;i эксплуатации машины в маневренных режимах.

17

Zf

ЧРиг. в