Ротор электрической машины Советский патент 1984 года по МПК H02K3/51 

Изобретение относится к электро машиностроению, а именно к производству асинхронизированного преоб зователя частоты большой мощности. Известно устройство ротора элек трической -машины, в котором у торца бочки ротора обмотка выполнена с переходом на меньший диаметр и закреплена бандажным кольцом СП Недостатком данного устройства- H дяется ненадежность работы при цикл ческом изменении теплового состояния ротора вследствие неудовлетвори тельного закрепления в аксиальном направлении- участка обмотки в месте перехода на меньший диаметр. Наиболее близким к предлагаемому является ротор электрической машины в котором у торца бочки ротора дно пазов выполнено с уступом, а обмотка ротора снабжена наклонным участком и закреплена дистанционными распорками, повторяющими со стороны обращенной к обмотке, форму ее поверхности i21 . Указанные распорки обеспечивают закрепление наклонного участка обмотки не только в радиальнвм, но и в аксиальном направлении. Однако в известном устройстве при тепловой деформации проводники обмотки ротора частично смещаются в аксиальном направлении относитель но жестко фиксированных распорок, при этом прямая часть проводника переходит в наклонную и в месте перегиба при .большом числе Циклов нагрев-остывание происходит поврежд ние медного проводника. Особенно опасны эти циклические изгибы участ ка обмотки для ротора мощного асинхронизированного преобразователя частоты с изолированной на высокое напряжение обмоткой, так как в случае циклических изгибов проводника происходит повреждение его изо ляции, что приводит к снижению надежности и преждевременному выходу машины из работы. . Цель изобретения - повышение надежности машины. Поставленная цель достигается тем, что в роторе электрической машины, содержащем сердечник, в продольных открытых пазах которого расположена обмотка, имеющая наклон ный участок, закрепленный установленными под пазовыми клиньями дистанционными распорками, повторяющи ми со стороны, обращенной к обмотке, форму ее поверхности, и бандажные кольца, дистанционные распорки зафиксированы относительно обмотки в тангенциальном направлени например, склеиванием эпоксидным компаундом, между распорками и бандажным кольцом имеется аксиальный зазор, в котором размещены пружинные элементы, при этом дистанционные распорки отделены от внутренней поверхности пазов и клиньев прокладками из материала с низким коэффициентом трения, например фторопласта. По крайней мере на одном из обра и енных- друг к другу торцов дистанционной прокладки и бандажного кольца могут быть выполнены аксиальные выемки, в которых до упора в их дно размещены части пружинных элементов. Пружинные элементы могут быть выполнены составными из тарельчатых пружин, размещенных в аксиальных выемках дистанционной распорки и бандажного кольца и соединенных между собой жесткими штоками, размещенными в зазоре Между распорками и бандажным кольцом. На фиг. 1 .дан ротор электрическоймашины, общий вид на фи-г. 2 - узел Т на фиг. 1; на-фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2. Ротор содержит сердечник 1 и обмотку 2, уложенную в продольные открытые пазы 3 в сердечнике 1. Обмотка 2 закреплена в пазах 3 клиньяМи 4, а в зоне лобовых частей - бандажными кольцами 5. У торца сердечника 1 дно пазов 3 выполнено с уступом 6, а обмотка 2 снабжена наклонным участком 7. и закреплена установленными под пазовыми клиньями 4 дистанционными распорками 8. Если дно пазов 3 выполнено со ступенчатым уступом 6 (фиг. 2, то со стороны; дна паза дополнительно устанавливаются дистанционные, распорки 9. Со стороны, обращенной к обмотке 2, дистанционные распорки 8 и 9 повторяют форму поверхности обмотки 2. Дистанционные распорки 8 и 9 зафиксированы относительно обмотки, например, с помощью промазки поверхно.сти их сопряжения клеющим эпоксидным кo mayндoм. Установленные под клиньями 4 дистанционные распорки 8 отделены от бандажного кольца 5 аксиальным зазором 10. Между дистанционными ра.спорками 8 и бандажным кольцом. 5 установлены пружинные элементы 11. В дистанционных распорках 8 вы;полнены аксиальные выемки 12, откры1тые со стороны бандажного кольца 5. GOOCHO с этими выемками в бандажном кольце 5 вьтолнены аксиальные выемки 13, открытые со стороны дистанционных распорок 8. Пружинные элементы 11 введены на части своей длины в выемки 12 и 13 до упора в их дно. Пружинные элементы 11 выполнены составными из тарельчатых пружин 14, помещенных внутри акси- . альных выемок 12 и 13, и жестких штоков 15, пересекающих аксиальный

зазор 10 между бандажным кольцом 5 и дистанционньти распорками 8.

В зоне наклонного участка 7 обмотки 2 между ее проводниками и дистанционными распорками 8 и 9 с. одноК стороны, стенками паза 3 и пазовыми клиньями 4 с другой стороны, установлены прокладку 16 из маТериала с низким коэффициентом трения (не выше ОДУ, например фторопласта .

При других конструктивных исполнениях ротора могут быть выполнены только аксиальные выемки 12 в дистанционных распорках 8, либо .только аксиальные, выемки 13 в бандажнсм кольце 5.

При работе ротора в эксплуатации в режимах пуска-нагрузки останова или при переменном графике нагрузки обмотка ротора подвергается тепловым деформациям. При этом наклонный участок 7 обмотки 2 вместе с дистанционными распорками 8 и 9 смещается то в сторюну-бандажного кольца 5 за счет аксиального зазора 10, то под действием пружинных элементов 11 и внутренних напряжений в меди, возникающих при остывании, в -сторону торца сердечника 1,возвращаясь

в первоначсшьное состояние. С одной стороны под действием пружинных элементов 11 обеспечивается стабилизация исходного состояния обмотки. 2, так как одних внутренних напряже-. НИИ в меди недостаточно, учитывая воздействие на обмотку центробежных сил, возникающих при вращении ротора. С другой стороны благодаря перемещению наклонного участка 7

0 обмотки совместно с дистанционными распорками 8 и 9 строго в аксиальнс 1 направлении практически исключаются изгибы в меди и изоляции обмотки 2. Возникающие при аксиаль-. ных перемещениях обмотки 2 механи5ческие напряжения в меди и изоляции равномерно распределяются по длине всей обмотки и не концентрируются в наиболее опасной зоне наклонного участка 7 обмотки 2, чему

0 способствует установка в этой зоне прокладок 16 из материала с низким i коэффициентом трения.

Таким образом, обеспечивается

5 повышенная надежность ротора в эксплуатации, что обеспечивает увеличение числа часов использования установленной мощности в энергосистеме.

7 8 fi

2 V

10 11 .13 1

ФЦ.9.2.

Фиг.з

IS