Ротор двухполюсного асинхронизированного турбогенератора Советский патент 1985 года по МПК H02K1/26 

Изобретение относится к элёктромашииостроешт, в частности к турбоге нераторрстроению,

Асинхронизированные турбогенераторы имеют многофазную, преимуществен- s но двухфазную, обмотку на роторе, предназначенную для повышения устойчивости работы мадогаы в энергосистеме в переходных режимах за счет раздельного регулирования тока в Ю каждой фазе.

Известны роторы с двухфазной двухслойной обмоткой, состоящей из концентрических катушек, уложенных в нижний и верхний слои нагнитопро- 15 вода i ,

Одаако ротор с указанной обмюткой имеет повышенные потери относительно низкого обмоточного коэффнциента, не превышающего обмоточ- 20 ного коэффициента петлевой обмотки с укорочением шага /i 0,5.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является ротор двух- 25 полюсного асинхроннзированного турбогенератора, содержащий двухфазную обмотку, состоящую из катушечных групп, выполненных из концентричеЪких катушек, размещешгых 30 в пазах магнитопровода 2j.

Недостатком известного ротора являются достаточно высокие потери, обусловленные неблагоприятной треугольной формой кривой результи- 35 рующей магнитодвижущей силы (НДС), содержащей увеличенный состав высших гармоник в синхронном режиме работы машины, который является продолжительным режимом работы что приводит 40 к повышению потерь в роторе,

Цель изобретения - уменьшение потерь в машине,,

Указанная цель достигается тем, 45 что в роторе двухполюсного асинхронизированного турбогенератора, содержащем двухфазную обмотку, состоящую иэ катушечных групп, выполненных из концентрических катушек,размещен- 50 ных в пазах магнитопровода,катушки одной из сторон катушечной группы по крайней мере одной из фаз смещены в пределах полосного деления в одном направлении относительно другой сто- 55 РОНЫ, образуя сплошные беспроводшрковые участки по окружности магнито- провода ротора.

На фиг,1 показана схема размещения проводников с током на магнитоПроводе ротора; на фиг.2 - схема обмотки ротора; на фиг.З - кривая результир1тощей МДС ротора на одни полюсI на фиг.4 - концевая часть предложенного ротора, продольный разрез.

Ротор двухполюсного асинхронизн- рованного турбогенератора содержит обмотку из двух фаз 1 и 2, имеющих начала Н и Н2 и концы К1 и К2. Каждая фаза состоит из групп 3-3 , 4-А и 5-5 , б-б концентрических катушек, размещенных в пазах магнитопровода 7 ротора. Одна из сторон 3 и 4 каждой катушечной группы по крайней мере одной из фаз 1, смещена в одном и том же тапгенщ1альном направлении (например, по часовой стрелке) от своей другой сторон З и 4 соответственно. Между сдвинутыми сторонами .3 и 4 катушечных групп одной фазы 1 и сторонами 5 и катушечных групп другой фазы 2 образованы беспроводниковые з астки 8 и 9 (показаны угловыми размерами) на окружности ротора. Такой же сдвиг сторон 5 и 6 катушечных групп второй фазы 2.может быть выполнен в направлении, противоположном (против часовой стрелки) сдвигу первой фазы, для увеличения беспро водниковых участков 8 и 9. Ширшш этих участков вьтолняется не -бйлее1/3 полюсного деления о , ротора.

Стороны всех катушечных групп после сдвига могут быть распределе- .ны в пазах магнитопровода с равно-, мерным шагом. Кроме того, между сторонами Зи4;4из;5иб;6 и 5 катушечных групп в каждой фазе могут быть выполнены дополнительные беспроводниковые участки 10-13 на роторе шириной 1-1,5 шага по пазам, используемые для размещения бапансировочных грузов на магнитопроводе и организации места для расположения токоподводов (выводов от зажимов) фаз и подачи хладагента к лобовым частям обмотки роторов, имеющих непосредственное охлаждение проводников.

Кривая результирующей обмотки построена с использованием единичных вертикальных отрезков от токов в провниках, которые в синхронном режиме имеют одинаковую величину в фазах. Противоположные направления токов в проводниках обозначены « (плюс) и (точка). Вертикальные отрезки расположены против своих пазовых делений и соединены горизонтальны а отрезками, образуя степенчатую кривую ЩС в пределах полюсного деления С , являняцегося ее основанием . (ступенчатая кривая показана тонким линиями). Наклонные линии изобража средние значения Щ(С, заменяю1цие значения, полз аемые по ступенчатой кривой. Наличие беспроводниковЫх участков 8 и 9 на роторе образует на кривой ЩС верхний горизонталь- ный отрезок, длина которого в долях с, соответствует ширине участков 8 и 9, Наличие беспроводниковых участ ков 10-13 ротора образует на кривой ЩС на боковых горизонтальных отрезка, длина которых соответствует ширине участков 10-13 ротора, В результате кривая ЩС вместо треугольной приобретает упрощенную форму с двумя горизонтальными высту пами в средней по высоте части, рас ширякяцими ее к основанию . Вертикальная ось симметрии d кривой ЩС соответствует продольной оси d на роторе. Устройство работает следующим образом. При запитке фаз обмотки одинаков по величине током наличие на роторе беспроводниковых участков 8 и 9 снижает в кривой ЩС состав высших гармонических, в первую очередь третью девятую и т.д., что улучшает форму магнитного поля в зазоре машины, приближая ее к синусоидальной и одновременно повышает основну первую гармоническую, т.е. пошяшает обмотрчный коэффициент обмотки за счет расширения катушек в группах из-за выполненного смещения одной из сторон. Наличие четырех других беспроводниковых участков 10-13 практически не изменяет ни степени приближения кривой ЩС к синусоидальной форме, ни ее первой i армонической, не обеспечивает получение конструктивных преимуществ. Один из вариантов закрепления лобовых частей обмотки предлагаемого ротора (4«г.4) предусматривает наличие в лобовых частях двух слоев обмотки, дуги которых смещены в аксиальном направлении на половину у I их шага Ь, и наличие опоры нижнего слоя через промежуточный составной изоляционных цилиндр- 14 и распорки 15 на внутреникло поверхность бакдажногр кольца 16. Благодаря этому верхний слой лобовых частей обмотки свободен от погрузки нижним слоем, что освобо;кдает его от дополнительных механических напряжений сжатия. Таким образом, выполнение обмотки ротора, у которой одна из сторон катушек калздой катушечной группы по крайней мере одной из фаз .смещена в одном направлении относительно другой стороны с образованием между сдвинутыми сторонами катушечных групп одной фазы и сторонами катушечных групп другой фазы беспроводииковых участков по окружности маг- нитопровода ротора, позволяет уменьшить величину тока ротора и связаиюлк с этим потерь за счет снижения магнитного сопротивления магнитопровода на беспроводкиковык участках, увеличение обмоточного коэффициента обмотки и улучшения формы кривой ее ЩС. Кроме того, улучшенная форма кривой ЩС позволяет сократить потери в сердечнике статора турбогенератора.

Фыг2

РОТОР ДВУХПОЛОСНОГО АСИНХРОНИЗИРОВ НОГО ТУРБОГЕНЕРАТОРА, содержащий двухфазную обмотку, состоящую из катушечных групп, вьтолиенных. из концентрических катушек,раз ещенных в пазах магнитопровода, отличающийся тем, что, с целью звденьшения потерь, катушки одной из сторон каждой катушечной группы по крайней мере одной из фаз смещены в пределах полюсного деления в одном направлении относительно другой стороны, образуя сплошные беспроводниковые участки по окружности магнитопровода ротора. т с

Фиг,2

ФкгЛ