Полюс ротора электрической машины Советский патент 1987 года по МПК H02K1/24 

1 .

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в электрических синхронных машинах, в частности в крупных синхронных компенсаторах, быстроходных электродвигателях и гидрогенераторах,

Цель изобретения - повьшение надежности работы полюса.

На фиг, 1 показан ротор в сборе, вид с боку; на фиг, 2 - полюс ротора в сборе, вид сбоку; на фиг, 3- катушка возбуждения, вид со стороны наконечника полюса.

Ротор содержит вал 1 (фиг, 1) и остов 2 ротора, на котором закреплены полюса 3 с помощью хвостовиков 4, Каждый полюс на своей верхней части имеет наконечник 5, На каждом полюсе 3 по его высоте размещены нижняя изоляционная шайба 6, катушка 7 возбуждения и верхняя изоляционная шайба 8, Между изоляционной шайбой 8 и катушкой 7 в их средней части расположен слой 9 фрикционного материала, а в лобовых частях - слой 10 антифрикционного материала 10,

Между соседними катушками 7 в межполюсном пространстве установлены распорки 1 1 , скрепленные с остовом 2, Они имеют высоту ниже катушек и перекрывают только нижние витки катушек 7,

Витки 12 7 (фиг, 2) скреплены один с другим межвитковой изоляцией 13, приклеенной к ним.

Слои фрикционного 9 и антифрикционного 10 материала (фиг, 3) расположены на поверхности катушки 7, при этом слои соединены встык и вместе закрывают всю поверхность катушки, обращенную к наконечнику 5, т,е, охватывают весь полюс 3,

. Слои фрикционного покрытия 9 и антифрикционного 10 материала размещены симметрично относительно оси 14 (середины катушки 7 и полюса 3), Фрикционный слой 9 выполнен с применением порошка карбида кремния, скрепленного с поверхностью катушки 7 эпоксидно-фенольным лаком.

При включении машины в работу и при изменениях нагрузки на ротор виток 12 нагревается и удлиняется, В связи с тем, что средние части верхних витков 12 катушки 7, покрытые фрикционным слоем 9, скреплены с шай бой 8 лучше, чем лобовые части с ан324612

тифрикционным покрытием, середина катушки 7 не изменяет своего положения по отношению к оси симметрии пос люса. Этому способствует и то, что лобовые части катушек 7 перемещаются во взаимно противоположных направлениях вдоль полюса 3, при этом усилия, передвигающие эти лобовые части в

10 средней части катушки 7 уравновешивают друг друга. Напряжение в верхнем витке 12 от этих усилий вместе с напряжениями, возникающими от нагрева частей катушек 7 с покрытием

15 9, находятся в пределах упругих напряжений. Это гарантируется соответствующим подбором фрикционной пары на месте контакта между верхним витком 12 и шайбой 8 через слой 9, учи20 тывая также и длину этого покрытия. Симметричное относительно оси 14 (середины катушки 7 и полюса 3) расположение антифрикционного 10, а также фрикционного 9 слоев обеспечи25 вает уменьшение вдвое максимальной величины возможного перемещения лобовой части катушки 7 относительно полюса 3,

При охлаждении катушек 7 происхо30 дит обратимое симметричное перемещение витка 12 катушек 7, а антифрикционный слой 10 и соответствующая суммарная длина фрикционного слоя 9 вдоль каждой, стороны полюса обеспе- ос чивает возникновение напряжений в витке 12 в пределах упругих напряжений. Кроме того, фрикционный слой 9 устраняет возможность перемещения от действия центробежных сил частей

Q катушек 7, расположенных вдоль полюса 3 в направлении межполюсного пространства.

Тангенциальная составляющая центробежных сил действует на ч асти ка45 тушек 7 возбуждения, расположенных вдоль полюса 3, В связи с тем, что вдоль полюса 3 размещен фрикционный слой 9, сила трения части верхних витков катушек 7 в этой области не

50 позволяет проводникам витков 12 перемещаться в межполюсное пространство в тангенциальном направлении, что предохраняет также и от возникновения их пластической деформации,

55 В проводнике витка 12 на их лобовых частях зти составляющие центробежных сил вызывают растяжение, которые эти части выдерживают без пластической деформации,

Фрикционный слой 9 удерживает от перемещения в межполюсное окно пространство и ряд верхних витков 12, а нижние витки 12 от перемещений в меж полюсное пространство под воздействием тангенциальных центробежных сил удерживаются с помощью распорок 11, В связи с тем, чтр эти распорки перекрывают только часть витков 12 в нижней части катушки 7, обеспечиваются хорошие условия вентиляции и охлаждения этих катушек,

Граница наименьшей длины фрикционного слоя 9, равная 0,2 длины по- люса, определяется следующими критериями.

Сопротивление трения передвижению в направлении длины полюса проводника витков 12 по изоляционной шайбе 8 на участке с фрикционным слоем 9 должно быть больше чем разность сопротивлений передвижению этого проводника витков 12 вдоль полюса 3 на участках с антифрикционным слоем 10 по обеим сторонам от участка со слоем 9 при возможных производственных отклонениях сопротивления трения на на этих участках. Эти отклонения зависят от уровня технологии произ- водства ротора и определяются экспериментально.

Удерживающая незакрепленные витки от перемещения в межполюсное пространство сила трения должна быть больше тангенциальной составляющей центробежной силы этих витков. Анапиз показал, что определяемая этим усло

5 о

5

вием граница минимума длины фрикционного слоя не бывает меньше 0,2 длины полюса,

Для предотвращения отслоения изоляции и расслоения витков прочность на сдвиг склейки изоляции с медью и склейки изолированных витков должна быть вьппе сил трения. Исходя из этого, граница максимума длины фрикци- . онного слоя не бывает больше 0,8 длины полюса.

В предлагаемом устройстве слой фрикционного материала используется не в прямотехническом назначении как слой, усиливающий трение, а как слой, разделяющий движение одной детали (верхнего витка катушки) на два движения противоположного направления вдоль полюса, не изменяя общей длины перемещения.

Формула изобретения

Полюс ротора электрической машины, содержащий сердечник с полюсным наконечником, катушку возбутвдения и размещенную между наконечником и катушкой изоляционную шайбу, а между катушкой и шайбой расположен слой антифрикционного материала, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, между щай- бой и катушкой с обеих боковых сторон полюса на средней части его длины встык со слоем антифрикционного материала размещен слой фрикционного материала.

Ю 9

Фиг.г

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель Изобретения 8 8 Ю 7повышение надежности. На остове ротора с помощью хвостовиков 4 закреплены полюса 3 с наконечниками 5, Между изоляционной шайбой 8 и катушкой 7 в их средней части расположен слой фрикционного материала 9, а в лобовых частях слой антифрикционного материала 10. Слои 9 и 10 соединены встык и закрывают всю поверхность катушки, обращенную к наконечнику 5. В связи с наличием фрикционного слоя 9 сила трения части верхних витков катушек 7 в этой области не позволяет проводникам витков 12 перемешаться в межполюсное пространство в тангенциальном направлении, что предохраняет их от возникновения пластической деформации. 3 ил. 9 . |СЛ 5 Фиг.1

Ю 9 1 фиг. 3

. 10

/

Составитель А, Кузьмин Редактор М, Бланар Техред В.Кадар Корректор А. Ильин

Заказ 3844/52 Тираж 659Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4