Неявнополюсный ротор синхронной электрической машины Советский патент 1987 года по МПК H02K1/26 

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к производству крупных синхронных машин с продольно-поперечным возбуждением.

Цель изобретения - улучшение мас- согабаритных и энергетических показателей машины.

На фиг. 1 показан ротор конической формы; на фиг. 2 - то же, криволинейной цилиндрической формы.

. Ротор содержит активную часть (бочку) 1 с поверхностью 2, обращенной к воздзпшному зазору 3, и бандажные кольца 4. Ротор охвачен концентрическим сердечником статора 5, расточка статора 6 также обращена к воздушному зазору 3.

Ротор предлагаемой конструкции по первому варианту (фиг. 1) имеет коническую форму с диаметром в средней части 7, достигаюш м предельной величины Dj по условиям сборки машины. Конструктивные размеры бандажного кольца и лобовых частей обмотки здесь остаются без изменения. Во втором варианте исполнения (фиг. 2) диаметр магнитопровода ротора изменяется от максимального значения D посередине до минимального D,j в концевых частях 8.

В турбогенераторах с продольно- поперечным возбуждением устойчивая работа обеспечивается регулирование возбуждения машины по двум осям и требование к минимальной величине воздушного зазора по условию устойчивости может быть снято. В этом случае минимальная величина воздушного зазора определяется условиями возможности заведения ротор а в статор, т.е. местом на роторе с наи--- большим диаметром. В турбогенератоpax известной конструкции таким местом являются бандажные кольца,, удерживающие лобовые части обмотки ротора.

В предлагаемом устройстве бочка ротора вьшолняется с плавно изменя- К8ДИМСЯ диаметром от максимального посередине бочки, но не превьшзающе- го диаметра бандажного кольца, до минимального по краям. Максимальный диаметр бочки и диаметр бандажных колец выбираются равными или близкими по величине. Минимальный диаметр бочки ротора определяется принятой системой посадки и крепления бандажного кольца, толщиной бандажного кольца и подбандажной изоляции. Диаметр бочки ротора плавно изменяется от максимальной до минимальной величины, при этом поверхность бочки может быть конической формы или веретенообразной формы, образованной вращением кривой линии вокруг оси.

Изменение диаметра бочки (магнитопровода) ротора от максимального до минимального значения должно быть плавным и монотонным во избежание концентрации магнитного поля

и возникновения местных добавочных потерь. Закон изменения диаметра бочки ротора, т.е. выбор формы линии, образующей веретенообразную поверхность бочки ротора при ее вращении вокруг оси (веретенообразная форма. магнитопровода ротора), определяется в каждом конкретном случае дополнительными требованиями (падением МДС на эквивалентном возду1пн6м зазоре, величиной местных и общих добавочных потерь в бочке ротора и на поверхности статора, системой вентиляции машины и др.). При этом образующая поверхность кривая

может быть прямой (коническая форма магнитопровода), дугой окружности, частью параболь и пр.

При современном уровне развития технологии механической обработки

крупногабаритных стальных деталей обработка веретенообразной подковки ротора не представляет затруднений. В криволинейном варианте при длине бочки ротора более 4 м радиус кривизны образующей превьш1ает 50 м. Поэтому в бочке ротора могут быть выполнены пазы равной глубины, в них по известной технологии уложены проводники катушек, а затем осуществдена заклиновка пазов обычными клиньями.

В крупных синхронных машинах уменьшение воздушного зазора в три раза снижает ток холостого хода 120 на

50%, в результате чего значительно З еньшаются потери на возбуждение (на 30-40%). Одновременно сокращаются /габариты статора в поперечном сечении (внутренний диаметр до 10%,

- до 5 %) . Дополнительный эффект получается вследствие снижения потерь в торцовых частях сердечника статора за счет уменьшения величины радиального поля в торцовых частях

сердечника статора и аксиальной составляющей поля лобового рассеяния. Кроме того плавное увеличение воздушного зазора к торцу способствует более равномерному распределению тангенциальных вихревых токов, наведенных на бочке ротора несинхронными полями. Последние два обстоятельства позволяют расширить диапазон допустимых нагрузок в режиме недовозбуж- дения и увеличить допустимые несимметричные и несинусоидальные нагрузки.

Формула изобретения

1. Неявнополюсный ротор синхронной электрической машины, содержащий по крайнем мере одну обмотку возбуждения и магнитопровод с паза- ми и переменным по длине поперечным

0

5

0

сечением, отличающийся тем, что, с целью улучшения массо- габаритных и энергетических показателей, диаметр магнитопровода плавно изменяется от максимального на середине длины до минимального по торцам.

2. Ротор по п. 1, отличающийся тем, что магнитопровод имеет образующую в виде дуги окружности.

3.Ротор по п. 1, отличающийся тем, что магнитопровод имеет образующую в виде ломаной линии.

4.Ротор по пп.1 - 3, отличающийся тем, что пазы имеют одинаковую глубину по всей длине магнитопров.ода.

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - улучшение массогабаритньк и энергетических показателей машины. Ротор содержит активную часть(бочку )1 и бандажные кольца 4. Ротор охвачен сердечником статора 5, Диаметр маг- нитопровода ротора плавно изменяется от максимального значения D, по-- середине до минимального D в концевых частях 8. В бочке ротора могут быть вьшолнены пазы равнойглубины. Плавное увеличение воздушного зазора к торцу способствует более равномерному распределению вихревых токов, наведенных несинхронными полями, что позволяет расширить диапазон допустимых нагрузок в режиме недовозбуж- дения. 3 з.п. ф-лы, 2 ил. с (Л СО О5 Ш4 о:

Редактор А.Гереши

Составитель А.Кузьмин Техред Л.Сердюкова

Заказ 6300/54

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

Корректор ЛЛ1илипенко