Статор электрической машины Советский патент 1984 года по МПК H02K9/19 

О) 4

;о

00

Изобретение относится к .электро машиностроению и может быть использовано в вертикальных машинах с жидкостным, в частности водяным, охлаждением сердечника статора, например в гидрогенераторах.

Известен статор электрической машины, где наряду с непосредственным жидкостным охлаждением обмоток используются для повышения КПД и интенсивности охлаждения машины элементы, встраиваемые в сердечник, внутри которых циркулирует жидкость. Конструкция таких охладительных элементов может быть различной. Наибольший эффект охлаждения получается в случае, когда охладительный элеме ст запрессовьшается между пакетами сердечника равномерно по его длине, по существу на местах радиальных вентиляционных каналов в машинах с газовым охлаждением }.

По условию изготовления размеры охладительного элемента ограничены, поэтому в крупных машинах, например мощных гидрогенераторах, число элементов измеряется сотнями штук. Возникает задача, каким образом обеспечить конструктивно простое и надежное гидравлическое соединение всех охладительных элементов по оптимальной схеме и обеспечить удобный подвод к ним жидкости от питаюш {х насосов. При этом необходимо также, обеспечить удобства эксплуатации и ремонтопригодность охлаждающей системы, достигнуть экономии расхода материалов при изготовлении .

Известен статор, в частности, турбогенератора с водяным охлаждением сердечника статора при помощи охладительных элементов, размещенных равномерно между пакетами в аксиальном по дпине и тангенциальном по окружности направлениях сердечника статора. Гидравлические соединения подводящих и отводящих трубок с охладительными элементами и аксиальными трубами осуществлены резиновыми либо тефло-. новыми шлангами. При этом все соединительные элементы расположены внутри корпуса статора, включая напорный и сливной коллекторы, которые располо жены с одного края сердечника статора. В обшивке корпуса имеются окна для монтажа и визуального контроля за гидравлическими трактами L20

Недостатки конструкции - труднодоступность соединений охладительных элементов,- ослабдение прочности обшивки корпуса, возможность попадания жидкости на сердечник статора в случае течи в соединениях.

Наиболее близким по конструктивному решению к предлагаемому является статор электрической машины, пре- имущественно вертикального исполнени содержашлй сердечник, набранный из пкетов, между которыми расположены охладительные элементы, сварной корпус, включающий горизонтальные полки вертикальные ребра, распорные угольники, брусья для крепления пакетов, напорный и сливной коллекторы, соединенные с закрытыми на одном конце стояками, подводящие и отводящие труки, соединяющие упомянутые охладителные элементы со стояками 3 .

Такое расположение обуславливает следую вде недостатки: неизбежное нарушение целостности горизонтальных /юлок, через которые пропускаются стояки, сложность монтажа и ремонта машины, опасность попадания жидкости на сердечник при появлении течи в многочисленных соединениях, ограниченность визуального наблюдения и контроля соединений.

В мощных, особенно тихоходных гидрогенераторах габариты статора достигают больших размеров (наружные диаметры составляют 10-15 м), радиальное расстояние между сердечником и обшивкой корпуса оказывается относительно небольшим - 1-1,5м Сварной корпус образован .большим количеством, конструктивных элементов для обеспечения несущей способности и достаточной жесткости. В этих условиях возрастает количество охладительных элементов и возникают конструктивные трудности с размещением водоводов внутри корпуса. I

Целью изобретения является упрощение конструкции и повьш1ение надежности.

Поставленная цель достигается тем что в статоре электрической машины, преимущественно вертикального исполнения, содержащем сердечник, набранный из пакетов, между которыми расположены охладительные элементы, сварной корпус, включающий горизонтальные полки, вертикальные ребра, распорные угольники, брусья для крепления пакетов, напорный и сливной коллекторы, соединенные с закрытыми на одном конце стояками, подводящие и отводящие трубки, соединяющие упомянутые охладительные элементы со стояками, коллекторы со стояками расположены снаружи корпуса, причем напорный коллектор размещен в зоне верхней части корпуса, а слив ной коллектор - в зоне нижней части корпуса, и подводящие и отводящие трубки каждого охладительного элемента расположены между соседними брусьями, распорными угольниками и вертикальными ребрами. На фиг. 1 изображена одна щестая часть статора вертикального гидрогенератора с жидкостным охлаждением сердечника, разрез А-А на фиг. 2} на фиг. 2 - то же, разрез, Б-Б на фиг. 1J на фиг. 3 - корпус этой част статора и закрепленные на обшивке корпуса кольцевые коллекторы и стояки с соединениями, вид В на фиг. 1. Предлагаемый статор электрической машины содержит набранные из листов электротехнической стали пакеты сердечника 1, которые закреплены на брусьях 2 и стянуты в аксиальном направлении нажимными штатами 3 с паль цами 4. Между пакетами сердечника 1 расположены охладительные элементы 5 Варной корпус статора 6 состоит из обшивки, корпуса 7, горизонтальных полок 8, вертикальных ребер 9, распорных угольников 10. . Змеевики 11 охладительных элементов 5 при помощи напорных трубок 12 и сливных трубок 13 подсоединены соответственно к напорным стоякам 14 и сливным стоякам .15 при помощи соединений 16./ Один конец стояков 14 и 15 наглух закрыт. Вторым концом они присоедине ны соответственно к напорному коллектору 17 и сливному коллектору 18. С помощью кронштейнов 19 и 20 коллек горы 17 и 18 закреплены на обшивке ко пуса 7 статора. При этом напорный ко лектор 17 размещен вблизи верхнего края обшивки корпуса 7, а сливной коллектор 18 - вблизи ее нижнего кра Фланец 21 (см. фиг. 3) служит для соединения напорного коллектора 17 с трубой подачи охлаждакщей жидкости (не показана), а фланец 22 служит для соединения сливного коллектора 18 с трубой слива охлаждающей жидкости (не показана). Фланцы 23 и 24 предназначены для объединения коллекторов 17 и 18 всех частей статора в единое кольцо. В случае автономного охлаждения каждой части статора коллекторы 17 и 18 в зонах фланцев 23 и 24 должны быть заглушены. На фиг. 2 видно, что коллекторы 17 и 18, стояки 14 и 15 и их соединения 16 вынесены наружу за обшивку корпуса 7. Напорные трубки 12 и сливные трубки 13 (см. фиг,2) расположены между соседними брусьями 2, распорными угольниками 10, вертикальными ребрами 9 и горизонтальными полками 8, поэтому для упомянутых трубок не требуется проходных отверстий либо пазов в корпусе статора. Устройство работает следующим образом. От напорного коллектора 17 жидкость поступает в напорные стояки 14 и по напорным трубкам 12 попадает в змеевики 11 охладительных элементов 5 (см. фиг. 1-3). Тепло от пакетов сердечника 1 отбирается в змеевик 11 охладительного элемента 5, откуда выносится с водой по сливной трубке 13 в сливной стояк 15 и далее в сливной коллектор 18, затем, пройдя теплообменник (не показан) и насосы (не показаны) снова попадает в напорный коллектор 17. Конструкция предлагаемого статора обеспечивает параллельное гидравлическое соединение всех охладительных элементов 5 по высоте. Размещение коллекторов и стояков снаружи корпуса статора и вывод к mik соединительных трубок позволяет вьшолнить многочисленные гидравлические соединения снаружи корпуса, не опасаясь их протечек. Кроме того, суще- , ственно упрощается конструкция стато ра машины, так как механически не нарушаются его несущие конструктивные элементы. Значительно упрощаются монтаж, ремонт и контроль гидравлической системы. Подача охлаждающей воды сверху, а слив снизу корпуса машины вследг ствие предложенного расположения напорного и сливного коллекторов дарт дополнительный гидравлический на pop и обеспечивает быстрый слив жид {сости из системы даже при остановленном насосе. Существенно также, что общее сопротивление участков стояков для кая ДОГО охладительного элемента одинаково. Это обеспечивает равномерность распределения жидкости по охладительным элементам. Действительно, для любого охладительного элемента путь жидкости делится на два участка: от напорного коллектора до охладите-пьного элемента и от последнего до сливного коллектора, таким образом путь

жидкости по стоякам всегда равен длине одного стояка. В случае расположения сливного и напорного коллектора с одного края статора либо посредине его (как в устройстве-прототипе) путь жидкости по стоякам неодинаков для разных охладительных элементов и зависит от их удаленности от коллекторов.

Фиг:1

гг 24. Фиг. г бБ

СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, преимущественно вертикального исполнения, содержащий сердечник, набранньй из пакетов, между которыми расположены охладительные элементы. сварной корпус, включающий горизонтальные полки, вертикальные ребра, распорные угольники, брусья для . крепления пакетов, напорный и сливной коллекторы, соединенные с закрытыми на одном конце стояками, подводящие и отводящие трубки, соединяющие упомянутые охладительные элементы со стоякагда, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности коллекторы со стояками расположены снаружи корпуса, причем напорный коллектор размещен в зоне верхней части корпуса, a сливной коллектор - в зоне нижней части § корпуса, и подводящие и отводящие трубки каждого охладительного элемен(Л та расположены между соседними брусьяС f-m, распорными угольниками и вертикальными ребрами. §