Ротор электрической машины Советский патент 1986 года по МПК H02K1/24 

Изобретение относится к электромашиностроению, более, конкретно к конструкции ротора электрической машины.

Известен ротор электрической машины, содержапдп остов с валом, обод,

собранный из отдельных плоских колец скреплен№1х межд,у собой в цилиндр с помощью шпилек, и закрепленные на ободе полюса.

Недостатком такого ротора является ограниченность его размеров транспортными габаритами, что резко снижает область его применения,

Указанньш недостаток устраняется выполнением обода из отдельньк сегментов тонколистовой стали, собираемых в кольцо послойно вперекрой (стыки между сегментами в смежных слоях не совпадают) и стянутых шпиль ками,

,Ободы мощных электрических машин, например гидрогенераторов, могут .иметь диаметр более 10 и, а их вес .составляет сотни тонн.

Радиальное сечение такого обода ротора значительно превосходит сечение., требуемое по условиям магнитной загрузки, и определяется механическими нагрузками,

Снижение веса обода достигается постоянным совершенствованием качества тонколистовых сталей, повьшением их прочностных характеристик.

Однако дальнейшее снижение сечени ободов ограничивается возможностями существующей конструкции с

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является ротор электрической машины, содерлсащий остов с надставкой вала и цилиндрический обод, состоящий из отдельных сегментов, шихтованных вперекрой, и имеющий пазы на внутренней поверхности для крепления на остове ротора и пазы на наружной поверхности для крепления полюсов или обмотки.

Недостатком известного ротора явлется наличие , стягивающих сегменты, что по условиям прочности увеличивает размеры обода и его вес, а следовательно, и расход высококачественной стали. Отверстия под стяжные шпильки зан:нмают весьма значительную часть сечения обода.

Шпильками ослабляется живое сечение обода, они соз.г1 1ют дополнительную механическую нагрузку на обод.

,

10

,

1246248 .-2

Для обеспечения необходимой прочности из-за ослабления сечения обода отверстиями под шпильки приходится резко увеличивать его ширину , 5 Целью изобретения является увеличение прочности обода при заданных габаритах или снижение металлоемкости при заданной прочности.

Поставленная цель достигается тем, что в роторе электрической маши

остов и цилиндрический обод, состоящий из шихтованных вперекрой отдельных сегментов, имеюш;их пазы на внутренней поверхности для крепления на остове и пазы на наружной поверхности Д.ЛЯ крепления системы возбуясдения, сегменты вьгпоянены с выступами и впадинами, посредством которых сопрягаются между собой сегменты соседних слоев, причем сегменты по наруткной и внутренней поверхностям связаны между собой, например, с помощью приваренных планок, установленных в пазах.

На ф Иг, 1 показан обод ротора электрической машины, вид с торца; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1, в случае выполнения сегмента с выступами, расположенными в одну сторону; на фиг. 3 - то же, в случае выполнения сегмента с выступами, расположен й1ми в противоположные стороны; на фиг. 4 - схема сборки обода ротора, в случае использования сегмента на фиг. 2; на фиг„ 5 - то же, в случае использования сегмента на фиг. 3.

Ротор электрической машины содержит сегменты 1, имеющие пазы 2 для крепления по.пюсов с обмоткой (системы возб уждения) и пазы 3 для крепления- обода к острову. Крепящие планки 4 установлены в пазах и приварены к сегментам. Сегменты 1 выполнены с выступами 5 и впадинами 6 и могут иметь выступы и впадины с двух

сторон в чередующемся порядке, С помощью выступов 5 и впадин 6 организована связ,ь мезкду отдельными сегментами 1 при сборке шихтованного обода вместо применения шпилек с сохранением живого сечения.

Ес.пи диаметр основания конуса (впад.ины) б выбрать равным 6-8 толщины сегмента, то толщина стенки в сечении конуса при штамповке практически не. изменит своей первоначальной толщины.

3 .

Конические образования выступов и впадин в сегментах штампуются таким образом, чтобы при сборке обода ротора послойно вперекрой выступы последующего слоя совпадали с впади нами предьщуБ1его.

После сборки обода он обычно пресуется, В состоянии запрессовки в холостые пазы 3 на внутренней поверности обода, служащие для связи обо да с остовом ротора, а также в таки же прямоугольные пазы, отштампованные по наружной поверхности обода, заложены планки 4 и сварены с сегметами обода для обеспечения его моно литности. Таким образом достигается бесшпилечная конструкция обода ротора мощной электрической машины, обеспечивающей эффективную работу живого сечения обода.

Еще лучший результат можно получить, если выступы 5 и впадины 6 будут образовываться в процессе точной прокатки листов для сегмен- тов. В этом случае может гарантиро- ваться отсутствие остаточных местных напряжений.

Предлагаемое устройство реализуется двумя вариантами исполнения (фиг. 4 и 5).

В первом случае обод ротора собирается из сегментов (фиг. 2), в к

торых выступы расположены в одну сторону.

Во втором случае обод ротора собирается из сегментов (фиг. 3), в которых выступы расположены в противоположные стороны в чередующемся порядк

При вращении ротора возникают значительные нагрузки, создающие растягивающие и вибрационные напряжения на ободе.- Указанные напряжения стремятся сдвинуть сегменты в радиальном направлении.

В известных конструкциях ободов для связи сегментов служат шпильки, но отверстия под шпильки ослабляют сечение обода и для сохранения необходимой прочности заставляют значительно увеличивать его размеры.

Согласно изобретению выштампован- ные выступы и углубления взаимно фиксируются и тем самьм исключают смещение сегментов в радиальном и тангенциальном направлениях.

Использование изобретения позволить повысить прочность обода или при заданной прочности сократить значительно размеры обода, что приведет к экономии высококачественной стали,

На одну машину экономия стали составляет в зависимости от типа машины 1015% веса обода ротора, т.е. 50- 80 т высококачественной стали.

Фиг.2

Л Л

Ф1Аг.З

Фы&М

ВНИИГШ Заказ 4014/49 Тираж 631

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

.5

Подписное