Ротор синхронной машины Советский патент 1988 года по МПК H02K3/52 

Фиг.1

I Изобретение относится к электрома- п41ностроению, а именно к конструкции ротора синхронных электрических ма- пйн.

Целью изобретения является ynponje- н:ие и повышение надежности крепления лобовых частей катушек полюсов.

На фиг. 1 схематически изображен ротор, продольный разрез; на фиг. 2то же, вид сверху; на фиг, 3 - дистанционная прокладка в форме двутавра; иа фиг. 4 - вариант дистанционной прокладки, вьтолнеиной из немагнитного металла, с наложенной изоляцией; на фиг. 5 - комбинированная дистанционная прокладка, состоящая из пары Дистанционных прокладок, соединенных S концах головок двутавров тангенци- 41Льными элементами; на фиг, 6 - то же, изготовленная безотходной технологией; на фиг. 7 - то же, с радиальным расположением стоек, изготовленная безотходной технологией; на фиг, 8 - ротор (вид с торца) с пере- мычками, соединяющими между собой тангенциальные элементы дистанционных прокладок катушек всех полюсов.

Ротор синхронной машины состоит из расположенной на валу i полюсной кре- СТОВ1-П-1Ы 2, имеющей явновыраженные полюсы 3, на которых намотаны (или одеты) электрические катушки 4. В лобово части катушек 4 между ее слоями установлены дистанционные прокладки 5, имензщие форму двутавра с головками 6. При намотке катушки 4 дистанционные прокладки 5 установлены таким образом что их головки 6 охватьшают высоту катушси 5 как по всем слоям 7, распо- ложенньм в аксиальном направлении до прокладки 5, так и по всем слоям 8, расположенным в аксиальном направлении после прокладки 5. Между прокладками 5 образованы радиальные каналы 9, служащие для прохождения воздуха, охлаждающего лобовые части катушки 4, Прокладки 5 могут быть выполнены из изоляционного материала, например текстолита, или же, в вариантах испол нения, из немагнитного металла, например латуни, В этом последнем случае внутренние кромки прокладки изолированы изоляцией 10, Катушки 4 с установленными прокладками 5 пропитаны Б лаке или компаунде.

В варианте исполнения при установ- ке в одной лобовой части двух прокладок 5 соответствующие по высоте расположения концы их головок 6 соединены друг с другом тангенциальными элементами 11 и образуют комбинированную дистанционную прокладку (фиг. 5). В этом случае целесообразно выполнить прокладки 5 и элементы I1 из немагнитного металла (латунь, немагнитная сталь) и осуществить их соединение сваркой (сварочные швы 12 показаны на фиг. 5). В варианте конструктивного исполнения комбинированная дистанционная прокладка может быть получена безотходной технологией из-металлической (например, латунной) шины; в этом случае из шины изготовляются два прямоугольных контура - верхний и нижний - которые посредством сварочных швов 12 соединяются один с другим двумя вертикальными стойками 13 из той же шины (фиг, 6). В другом возможном варианте конструктивного исполнения верхние тангенциальные элементы комбинированной прокладки имеют ширину 14 большую, чем ширина 15 нижних элементов, причем соотношение этих ширин выбрано так, что при.- установке комбшшрованной прокладки в лобовую часть катушки 4 соединяющие стойки 13 располагаются в радиальных направлениях 16 (фиг. 7). В рассмотренных конструкциях фигур 6 и 7 уменьшено также количество сварных соединений 12 (шесть сварных соединений вместо восьми на фиг. 5). В следующем варианте исполнения тангенциальные элементы 11 дистанционных прокладок в торцах рядом расположенных полюсов соединены друг с другом перемычками 17 и образуют вместе с ними замкнутое кольцо по всем катушкам 4 ротора. Соединение перемычек осуществлено каким-либо известным способом, например винтами 18, установленными в отверг стиях 19 поясов 11 (фиг. 8).

Ротор синхронной машины работает следующим образом.

При вращении ротора в расточке статора синхронной машины и прохождении тока возбуждения по катушкам 4 последние нагружаются как в тепловом, так и в механическом отношении. От вод тепла от потерь в лобовых частях катушки производится прохождением охлаждающего воздуха по образованным дистанционными прокладками 5 радиальным каналам 9,в результате центробежного выброса воздуха от вращения ротора. Механические нагрузки возникают

от центробежных сил вращающихся масс и под их действием консольные лобовые части 8 катушек 4 стремятся деформироваться, изгибаясь в сторону 20 расточки машины. Этому изгибу препятствуют прокладки 5, головки 6 которых охватьшают сверху и снизу катушку по высоте, придавая катушке 4 свойства монолитности, так как в этом случае изгибающим усилиям одновременно сопротивляется суммарное сечение всех витков катушки в лобовой части, включая слои 7 с меньшей консолью, а следовательно, обладающие значитель но большей жесткостью. При этом интегрирование сопротивляющихся изгибу сечений идет как по вертикальным рядам витков катушки, охваченными ограничивающими высоту катушки головками 6, так и по горизонтальным рядпм, где coпpotивлeниe деформации изгиба оказывают силы, прижимающие прокладку 5 к внутренним слоям 7 катушки 4, т.е суммированные по горизонтали силы натяга провода внешних слоев 8 катушки 4 при намотке. В итоге прокладка 5, выполненная в форме двутавра, сцепляется с катушкой 4 таким образом, что

препятствует деформации полного сече

ния катушки как в радиальном, так и в аксиальном направлениях. Соединение , прокладок 5 одна с другой посредством тангенциальных элементов производят с целью дальнейшего упрочнения лобо- Bbtx частей катушки. В этом случае элементами (поясами) 11 точно фиксируется расстояние между прокладками в тангенциальном направлении и при намотке облегчаются условия правильной установки комбинированных прокладок, повьшгается их суммарная жесткость, что в конечном счете приводит к более надежной конструкции. Выполнение комбинированных дистанционных прокладок безотходной технологией (фиг. 6 и 7) обеспечивает получение конструкции с малыми затратами -труда и материалов, ввиду чего такая конструкция эффективно может быть применена в серийном производстве. При при- менении комбинированной дистанционной прокладки с радиальным направлением прокладок (фиг. 7) увеличивается их вентилирующий эффект и улучшается ох- лаикдение катушек 4. С целью дальней-

0

г п 5

0

5

0

5

шего повышения надежности крепления тангенциальные элементы 11 перемычками 17 объединяются в общее кольцо, Iудерживающее при вращении ротора все комбинационные прокладки на своих фиксированных радиусах установки о

Для дальнейшего повьшгения. прочности и надежности крепления лобовьсх частей в случав , например, применения конструкции для высокоскоростных эле- ктричес ких машин предлагаемые прокла- дки 5 двутавровой формы можно сочетать с известными видами общего бандажного кольца, охватьшающего верхние головки прокладок всех полюсов ротора. Конструктивно верхние тангенциальные элементы 1I (расположенные на уровне полюсного наконечника) могут служить также местом закрепления балансировочных колец ротора, а также, в вариантах исполнения, местом закрепления балансировочных грузов. В этом последнем случае количество отверстий 19 на них должно быть большим (фиг. 8),

Формула изобре.тения

1 . Ротор синхронной машш-гЫр содержащий установленный на валу явнопо люсный магнитопровод, многослойные электрические катушки на полюсах маг нитопровода, дистанционные прокладки расположенные в лобовых частях катушек между двумя группами их слоев и элементы крепления лобовых частей, отличающийся тем, чтор с целью упрощения и повышения надежности крепления лобовых частей катушек, дистанционные прокладки выполнены в форме двутавров, головки которых оватьгоают лобовые части катушки с обоих торцов по всем ее слоям.

2.Ротор по п. 1 , о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что концы головок двутавров соседних дистанционных прокладок каждой лобовой части кзтуш- ки полюса соединены друг с другом тангенциальными элементами.

3.Ротор по пп. I и 2, о т л и чающийся тем, что тангенциальные элементы дистанционных прокладок соседних полюсов соединены друг

с другом перемычками.

.U

5

N

.

ч

V

в

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения упрощение и повышение надежности креп- ления лобовых частей катушек. Ротор содержит явноиолюсный магнитопровод, установленный на валу 1, многослойные электрические катушки 4 на полюсах 3 магнитопровода, дистанционные прокладки 5, расположенные в лобовых частях катуше и образующие радиальные каналы охлаждения лобовых частей катушек. Дистанционные прокладки имеют форму двутавров, головки 6 которых охватывают катушки в лобовой части сверху и снизу по всем слоям катушки, расположенным в аксиальном направлении до и после прокладки. Это позволяет повы сить прочность лобовых частей, 2 , о ф-лы, 8 ил. Ш

фиг.З

фаз. 2

физ.

12

фи.8.5

16

12

fUS:6

15

(риеЛ

1д. ff

ii

ia

ff

фиг.8