Гидрогенератор Советский патент 1989 года по МПК H02K1/06 

1таЛ.

on 00

Изобретение относится к области электромашиностроения. Цель изобретения - повьшение надежности путем у еньшеиия вибрации. Генератор содержит статор в виде кольца из отдельных секторов. Между секторами сердечника в стыках установлены прокладки из электроизоляционного материала, секторы выполнены с различной величиной угла. Обе величины угла о/, и of выбраны таким образом, что произведение каждой величины на число пар полюсов ротора кратно . Число сектЬ- ров каждого типа - четное. Секторы с одинаковым .углом о1 или о раз- мещены по окружности симметрично относительно центральной оси машины. Данная конструкция позволяет свести к минимуму силы одностороннего магнитного тяжения. 5 ил. о б

N)

Изобретение относится к электро- машиностройнию, в частности к кон- с трукции составных статоров гидрогенераторов.

Цель изобретения - повышение на- дежности путем уменьшения вибрации.

На фиг.1 схематически изображен гидрогенератор, статор которого состоит из секторов с различной величи- ной угла, поперечное сечение} на фиг.2 - взаимное расположение секторов статора и полюсов ротора гидрогенератора для одного момента времени) на фиг.З - упрощенная картина распределения рабочего магнитного потока, когда полюс тока расположен вне зоны стыка секторов статора на фиг.4 - то же, при совпадении оси симметрии полюса ротора со стыком секторов статора; на фиг.5 - то же, когда полюс ротора частично смещен относительно стыка секторов статора

Генератор имеет статор, вьтолнен- ный в виде кольца и состоящий из от- дельных секторов. Секторы имеют част корпуса 1, .сердечник 2 и обмотку, уложенную в пазы 3. Секторы скреплены на стыках соединением 4, а между секторами сердечника в стыках уста- новлены прокладки 5 из электроизоляционного материала. На роторе 6 закреплены полюса 7.

Секторы вьшолнены с различной величиной угла, обе величины угла о/, и 0/2 выбраны таким образом, что произведение каждой величины на число пар полюсов ротора кратно fT.

Число секторов каждого типа (с одинаковой величиной угла) выбрано четным. Секторы с одинаковым углом o(i или 0/1 размещены по окружности симметрично относительно центральной оси машины.

При работе гидрогенератора под

действием переменного магнитного потока возникающие на стыках 5 смежных секторов тангенциально направленные злектромагнитные силы взалмнр уравно вешиваются. Кроме зтих сил между статором и ротором действуют радиальные силы магнитного тяжения. На элемент dS наружной поверхности ротора или внутренней - статора действует сила магнитного тяжения , пропорцио- нальная удельной силе магнитного тяжения

: . Тц. BV2f/.,

. | п

5 Q

5

0

где В - индукция в зазоре на поверхности ротора)

ро У- If - магнитная постоянная, Гн/м.

При идеализированном концентричном расположении ротора, когда зазор под всеми полюсами 7 одинаков, считают, что силы магнитного тяжения, приложенные к диаметрально расположенным полюсам 7 ротора 6, взаимно уравновешиваются, так как При периодическом магнитные индукции в этих элементах одинаковы.

В действительности с учетом влияния стыков между секторами статора .картина намного сложней. Для наглядности магнитное поле в зоне полюса ротора и сердечника статора представлено трубками магнитного потока - ф (фиг.З). Б момент времени, когда ось симметрии полюса ротора совпадает со стыком сектора статора, магнитная проводимость для двух половин полюса ротора одинакова. Однако, когда полюс 7 частично смещен относительно секторов статора, магнитная проводимость на пути части потока, пересекающего г/рокладки 5 из электроизоляционного материала, заметно снижается. Если в этот.-момент времени диаметрально противоположный полюс 7 занимает точно такое же положение относительно ближайшего к нему стыка секторов статора (фиг.2), то силы магнитного натяжения, действующие на ротор (статор), взаимно уравновешиваются. При вьтолнении гидрогенератора с составным статором из неодинаковых секторов с четным числом каждого типа и их симметричном расположении относительно центральной оси машины (фиг.2) диаметрально противоположные полюса ротора, проходя через зону ;стыка статора, в любой момент времени занимают по.отношению к ближайшему стыку идентичное положение, в связи с чем одностороннее магнитное тяжение не возникает.

Следует также принимать во внимание, что в действительности секторы статора не являются абсолютно жесткими и под воздействием магнитного поля, в частности, действующих в воздушном зазоре машины сил магнитного тяжения подвергаются деформации, поэтому форма реального статора заметно отличается от идеализированного кольца. Магнитные силы тяжения, дей3u

ствующие на сектор статора в воздушном зазоре -машины, зависят от площади его магнитопровода (чем больше угол раствора сектора, тем больше при прочих равных условиях действующая на него сила магнитного тяжени9, вместе с тем с увеличением угла раствора сектора уменьшается его жесткость. Следовательно, деформация такого сектора окажется большей, чем деформация сектора с меньшим раствором угла. Если секторы с , .одинаковым раствором угла размещены симметрично относительно центральной оси машины, то будучи одинаково жесткими и воспринимая одни и те же силы тяжения, они должны деформироваться идентично Этим обеспечивается однородность воздушного зазора под диаметрально противоположны полюсами и (даже при отклонении формы статора от идеального кольца) устраняется причина появления одностороннего магнитного тяжения.

В некоторых случаях на форму статора заметное . влияние может оказывать недостаточная жесткость самих ctbikoB (соединений секторов). Если бы при этом с одной стороны относительно центральной оси были размещены секторы с болъшим раствором угла, а с другой стороны - с меньшим, а

0

следовательно, с большим числом стыков, то это привело бы к неодинаковой деформации статора и нарушению однородности воздушного зазора под диа- метрально пpoтивoпoлoжны ш полюсами, а значит, и к появлению сил одностороннего тяжения дополнительных источников вибрации гидрогенератора.

При симметричном расположении секторов статора с различным раствором угла относительно центральной оси машины расположение стыков также становится симметричным и неоднородность

воздушного зазора, а также силы одностороннего магнитного тяжения сво- дятся К минимуму.

Число секторов составного статора с различной величиной угла о( и о

может не быть кратным числу пазов статора.

Формула изобретения

Гидрогенератор по авт. св. № 813591, отличающийся тем, что, с целью повьшгения надежности путем уменьшения вибрации, число . секторов, имеюшкх одинаковую величи У угла, вьтолнено четным, при этом каждая пара указанных секторов разме; - щена симметрично относительно продольной оси машины.

Фие. 1

фи$. 2

VJ

pus.3

ZJ

J

epus.f

JJ

(f3U5.5