Статор электрической машины переменного тока Советский патент 1987 года по МПК H02K3/42 

13

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к статорам турбогенераторов, характеризующихся значительньи ш полями рассеяния лобо- вых частей обмотки.

Целью изобретения является улучшение электроэнергетических показателей путем уменьшения потоков рассеяния и повышения надежности.

На фиг.1 изображен предлагаемый статор, разрез; на фиг.2 - соединение нажимной плиты с экраном; на фиг.З - узел I на фиг.1,

Статор электрической машины пере- менного тока содержит шихтованный сердечник 1 со стержневой обмоткой 2. По торцам сердечника 1 установлены нажимные шайбы 3 с экранирующими элементами (фиг.1)

В кольцевом пространстве, ограниченном в осевом и радиальном направлениях лобовыми частями обмотки 2, установлены электромагнитные экраны 4.

Экран выполнен литым и внутри него размещены трубки охладителя, образующие кольцевые каналы 5 охлаждения (фиг.2).

Между стержнями обмотки 2 и акра- ном 4 установлены дистанционные изо- лируюш е прокладки 6. Кольцевые каналы 5 охлаждения размещены в средней части цилиндрической поверхности экрана 4, удалены от поверхности экра- на в радиальном направлении не менее чем на глубину проникновения поля, и имеют неравномерный шаг, экспоненциально уменьшающейся к краю экрана, обращенному к сердечнику (фиг.З).

Нажимные экранирующие ; шайбы 3 могут быть электрически соединены с экранами 4 посредством шпилек 7 и перемычек из хорошо проводящего материала, число которых на полюс не дол жно быть меньше шести (фиг,2).

Крепление экрана 4 осуществлено со стороны, противоположной сердечнику, посредством прикрепленного к статору кроншт ейна 8 и соединенного с ним кронштейна 9. Последний снабжен опорным узлом, расположенным между головками 10 лобовых частей обмотки.

Упорный узел состоит из проходящего через отверстие в кронштейне 9 упорного болта 11, на конце которого установлен упор 12, охваченный дистанционной изолирующей втулкой 13, которая частично расположена в выпол7

ненном на торцовой поверхности экрана 4 радиальном пазу 14. Между кронштейном 9 и втулкой 13 болт 11 с упором 12 охвачен изоляционной втулкой 15.

Изготовление экрана и его установку осуществляют следуюш11м образом.

Трубки охладителя 5 и коллектора для подачи охлаждающей жидкости размещают, в форме, причем их изготавливают из материала с температурой . плавления, превышающей температуру плавления материала экрана, затем заливают в форму материал будущего экрана, после отверждения получают литой экран, армированный охладителем 6.

Экран 4 установленный в кольцевом пространстве между стержнями лобовых частей обмотки 2 и закрепляют посредством упорного узла кронштейна 9

Высокоэффективное экранирование потоков рассеяния лобовых частей обмотки статора достигается за счет установки сплошного цилиндрического экрана в кольцевом пространстве между верхним и нижним слоями лобовых частей обмотки, т.е. в зоне максимальных полей рассеяния. Такое размещение наиболее эффективно, поскольку экран пересекается полным потоком рассеяния вокруг стержней и головок. Для обеспечения надежности конструкции необходимо обеспечит эффективное охлаждение экрана, лучше всего жидкостное, поскольку в экране наводятся значительные вихревые токи и потери,, Экран расположен в кольцевом пространстве между верхним и нижним слоями лобовых частей обмотки, после его установки головки стержней запаивают, поэтому необходимо исключить возможность протечки экрана, которая создала бы аварийную ситуацию в машине, т.е. недопустимо изготовление экрана из составных частей, образующих охлаждение канала после пропайки или сварки этих частей.

В предлагаемой конструкции необходимая надежность обеспечивается за счет изготовления экрана путем литья в форму с предварительно установленными в нем трубками охладителя и коллекторами, выполненными из материала с температурой плавления, превышающей температуру плавления материала экрана.

Важную роль играет размещение кольцевых каналов в экране.

Особенности расположения экрана приводят к тому, что при достаточно большой ег о толщине верхняя часть экрана уменьщает поток верхнего слоя лобовых частей обмотки, а нижняя часть - нижнего слоя.

Размещение каналов вблизи поверхности экрана снижает его эффективность, поэтому в предлагаемой конструкции каналы расположены на средней цилиндрической поверхности экрана и удалены от наружной его поверхности не менее, чем на глубину про-: никновения поля.

Благодаря высокой теплопроводности материала экрана обеспечены одновременно высокие электромагнитные параметры и параметры охлаждения.

По мере удаления в осевом направлении от сердечника статора поток рассеяния лобовых частей уменьшается причем магнитная индукция, а следовательно, и выделяющиеся в экране потери снижаются по экспоненциальному закону. В связи с этим для повышения эффективности охлаждения и надежности работы кольцевые каналы размещены в осевом направлении с неравномерным шагом, экспоненциально уменьшающимся к краю, обращенному к сердечнику статора.

Экспериментальные и теоретические исследования показывают, что при электрической связи экранирующей нажимной шайбы сердечника и экран ов в зоне ловобых частей эффективность экранирования повьшается на 20%, снижаются добавочные потери и улучшается отвод тепла.

Поэтому в предлагаемой конструкции предусмотрено соединение экранирующей шайбы с экраном, например, с помощью шпилек из хорошо проводящего материала, причем число шпилек принято не менее шести на полюс. При меньшем числе электрических связей эф-. фект от их использования значительно меньше.

Предлагаемая конструкция узла крепления экрана позволяет обеспе13397574

чить надежное закрепление экрана без увеличения габаритов.

Формула изобретения 5

1. Статор электрической машины переменного тока, содержащий экраны и шихтованный сердечник с нажимными

0 шайбами и стержневой обмоткой, имеющей лобовые части, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью улучшения электроэнергетических показателей путем уменьшения потоков рассея5 ния и повышения надежности, нажимные шайбы и экраны выполнены из немагнитных электропроводных материалов с малым удельным сопротивлением, каждый экран выполнен в виде литого ци0 линдра, армированного охладителем с кольцевыми каналами и расположенного в кольцевом пространстве, ограниченном в радиальном и осевом направлениях лобовыми частями обмотки, а

5 со стороны экрана, противоположной сердечнику, установлен кронштейн с упорным узлом, крепящем экран.

2.Статор поп.1,отличаю- щ и и с я тем, что кольцевые каналы

0 охладителя в осевом направлении имеют неравномерный шаг, экспоненциально уменьшаюш 1йся к краю, обращенному к сердечнику.

3.Статор по ПП.1 и 2, о т л и5

0

5

0

чающийся тем, что нажимные экранирующие шайбы и экраны электрически соединены между собой, например, с помощью шпилек из электропроводящего материала.

4. Статор по пп.1 - 3, о т л и- чающийся тем, что упорный узел кронштейна выполнен в виде проходящего через упорную часть кронштейна болта с упором на конце и ди- стантщонной втулкой, охватывающей упор, а экран имеет на торцовой поверхности радиальный паз, в котором частично расположена дистанционная втулка, при этом упорный узел расположен в пространстве, ограниченном в тангенциальном направлении головками лобовых частей обмотки, в радиальном направлении - горизонтальной поверхностью кронштейна, в осевом - ра- диальным пазом экрана.

Фиг2

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения эа- ключается в улучшении электроэнергетических показателей путем уменьшения потоков рассеяния и повышения надежности. Статор электрической машины содержит шихтованный сердечник 1 со стержневой обмоткой 2 и экраны 4. Благодаря тому, что экраны выполнены в виде литых цилиндров, армированных охладителем 6, и закреплены при по- мопш кронштейна 9 с упорным узлом, со стороны, противоположной сердечнику, уменьшаются потоки рассеяния. 3 3.п.ф-лы, 3 ил. сл СА: 00 со vl ел

Редактор Н, Гунько

Составитель В, Константинов

Техред Л.Сердюкова Корректор А, Тяско

4238/49

Тираж 659Подписное

ВНИППИ 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