Многоструйная система охлаждения ротора турбогенератора Советский патент 1962 года по МПК H02K9/16 H02K3/24 

Известны многоструйные системы охлаждения обмотки ротора {конструкция с боковыми каналами, предложенная конструкторами завода «Электросила, авт. св. № 107473 от 5 ноября 1956 г. и конструкция с внутренними каналами, предложенная А. И. Москвитиным и А. М. Рассуловым, авт. св. № 122529 от 9 декабря 1957 г.).

Предлагаемое изобретение отличается от известных выполнением каналов в пазовой части катушки ротора без осевого сдвига, что позволяет при1 1енить облгатки с минимальным электрическим сопротивлением и лучшими вентиляционными характеристиками.

На фиг. 1 схематически изображена предложенная система охлаждения ротора с винтообразными каналами; на фиг. 2 схематически изображено расположение оптимальной обмотки ротора турбогенератора ТВФ-100-2.

Система обеспечивает получение оптимального и равномерного сечения меди проводников обмотки. При это.м должны быть соблюдены условия идентичности сечений отдельных проводников ротора и условия равномерности сечения меди на длине шага каждого проводника.

Эти условия, при обычно применяемой толщине витковой изоляции (фиг. 1), которая в семь - четырнадцать раз меньше высоты проводника 2 и при отсутствии смещения оси каналов в нижней поверхности нижнего проводника, без особой погрешности можно записать в следующем виде:

tan - 0 - tg « - -JT - о &1 - a-ctga - a-ctga- С,

Н 2 (а а;)

№ 143883 ., .. .- :, t.

где d - -угол наклона оси канала к оси проводника;

он-половина длины канала, считая по оси проводников в мм ,

Н - высота катушки обмотки ротора в пазу в мм; t - шагКежду каналами в мм;

а - высота .(толщина) проводника меди в мм; иг - толщина витковой изоляции в мм; Ь - щирина канала по оси проводника в мм;

C t-&1-щирина междуканального промежутка по оси проводника в мм.

Когда число каналов U-образных - 3 и петлеобразных - 4 на два отсека газа равно числу проводников в пазу, условпе идентичности выполняется в том случае, если сдвиг Д/j между осями U-образных и петлеобразных каналов на поверхности верхнего проводника равен нулю. Если пренебречь толщиной витковой изоляции, то в этом случае все проводники обмотки на длине пазовой части ротора будут иметь одинаковое электрическое сопротивление.

Соединение винтообразных каналов, выполняемых без сдвига, с входными 5 и выходными 6 отверстиями клина осуществляется через соединительные наклонные каналы в верхней изоляционной прокладке 7.

Когда число каналов отличается от числа проводников не в кратное -число раз, то независимо от величины сдвига между осями каналов, проводники обмотки получаются не идентичными.

Вышеуказанные выводы справедливы при наличии и учете толщины витковой изоляции.

Для того чтобы электрическое сопротивление каждого проводника не изменялось и на отдельных участках по длине шага t, необходимо обеспечение равномерности сечения меди и идентичности сечения отдельных проводников ротора.

При этом коэффициент заполнения сечения проводника, равный коэффициенту эффективности использования сечения, получается максимальным и одинаковым как по длине проводника, так и для каждого проводника. Для обеспечения наиболее эффективного использования меди обмотки ротора турбогенератора выполнение винтообразных каналов необходимо осуществлять с учетом соответствующих параметров. Если задана высота катушки в пазу (высота паза) и толщина проводника (т. е. число проводников и каналов), то необходимо найти оптимальную дли.ну каналов, равную длине отсека, т. е. щаг между каналами, а также оптимальное соотнощение между шириной канала и шириной междуканального промежутка. Если же задана высота катушки в пазу и длина отсека (длина канала), то необходимо найти оптимальную толщину проводника обмотки и оптимальное соотношение между шириной канала и промежутка и т. д.

Обмотка ротора (фиг. 2) имеет длину отсека газа 525 мм, высоту катушки 105 мм, количество проводников в пазу 7, толщину проводника 14 мм (при той же ширине проводника 28 мм, шаг между каналами 75 мм., сдвиг между каналами О, щирину канала 44 мм (при той же глубине канала 5 мм.

Эффективное значение сечения меди, определенное в расчете на длину шага между каналами или то же самое на длину отсека, составляет в / и 7 проводниках 0,791, в 4-0,792, а колебания этой величины в пределах шага составляют всего от 0,783 до 0,798. Сопротивления отдельных проводников обмотки отличаются на 0,2%.

В предлагаемой обмотке, по сравнению с выполняемой заводом «Электросила, эффективное значение сечения меди для всех проводников выше, что дает значительную экономию меди. Снижение сопротивления обмотки уменьшает потери в меди, увеличивает коэффициент иолезного действия генератора.

Снижеиие перегрева меди и равномерное распределение каналов в катушке создают более благоприятные условия работы изоляции.

В предлагаемой конструкции аэродинамическое сопротивление каналов уменьшается, вследствие более плавного перехода на входе и выходе из катушки, а также некоторого уменьшения длины каналов.

Предмет изобретения

Многоструйная система охлаждения ротора турбогенератора с забором газа из воздушного зазора машины в винтообразные каналы, имеющиеся в обмотке ротора, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения, указанные каналы по обеим сторонам пазовой части катушки выполнены без аксиального сдвига и число их на одной стороне катушки в одном отсеке равно числу активных проводников в пазу.

|И ( М I I

Ht и t f I t:;

fe

f

г 1

Риг 1

525

- - 252. Er rT r:: i::s:sfc

PUS I