Ротор асинхронного турбогенератора Советский патент 1989 года по МПК H02K1/06 H02K17/42 

4J

П U. хг

.А 6

iO

а

Сл

-3

а

11457067

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к производству мощных асинхронных турбйге- нераторов,с

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования.

На фиг. Г показана концевая зона ротора асинхронного турбогенератора, продольньш разрез; на фиг. 2 - разрез Q А-А на фиг. 1 (паз ротора с заполнением); на фиг. 3 - разрез Б-Б на

фиг о 1.

Устройство состоит из вала 1 ротора, имеющего утолщенную среднюю часть - бочку 2 ротора и продольные пазы 3, в которые уложены проводники 4 короткозамкнутой обмотки, имеющие витковую изоляцию 5, двух слоев ко- роткозамыкающих сегментов 6, расположенных в перекрое стыков, двух слов обмотке статора, которая определяет величину активной мощности, отдаваемую в сеть (так как частота вращения ротора больше частоты вращения поля статора). При этом коэффициент мощности при номинальном токе статора составляет примерно costfs;0,6.

Последовательное замыкание отдельных слоев 8-10 обмотки ротора в торцовой зоне на высокоэлектропроводящие сегменты 6 после удаления изоляционных полуколец 7, которые также уложены в ререкрой стыков, приводит к протеканию токов в проводниках отдельных слоев и к увеличению активной составляющей тока в обмотке статора, т.е. к увеличению коэффициента мощности. После удаления изоляционных про- 2Q кладок 7, расположенных между третьим

15

ев изоляционных полуколец 7, уложенрядом проводников обмотки ротора (последним), коэффидаент мощности может быть при номинальном токе статора доведен до cos(,85. Надежность контакта между проводниками обмотки в торцовой зоне и короткозамыкающими сегментами обеспечивается центробежными с-илами, которые создаются при вращении ротора,- а также покрытием 30 всех контактных поверхностей серебром (толщиной около 6 микрон) гальваническим способом. Короткозамыкающие сегменты надежно удерживаются по внешнему периметру бандажным кольцом

ных в перекрой стыков и изолирующих слои 8-10 стержней обмотки от соответствующих короткозамыкающих 25 сегментов конических бандажньк колец 11 со ступенчатой внутренней расточкой, посаженных на бочку ро тора и закрепленных с помощью шпонки 12.

Устройство работает следующим образом.

Ротор асинхронного турбогенерато- pia разгоняется турбиной до синхронной частоты вращения. К обмотке статора подводится трехфазное напряжение се- тй, которое создает вращающееся магнитное поле. По. обмотке статора из сети протекает намагничиваюпрй ток, необходимьй дпя создания магнитного .

r k°;°si :r

нее напряжение.

По мере увеличения частоты враще- кия ротора турбогенератора ротор вращается относительно поля статора с 45 . некоторой частотой, называемой скольжением. При этом в массивной бочке 2 ротора с пазами 3 и проводниках 4, расположенных в три слоя 8-10 обмотки ротора, наводятся ЭДС, Поскольку об- JQ мотка ротора разомкнута в своих торцовых частях изолядаонными полукольцами, расположенными в два слоя в перекрой стыков, то лишь в массивном роторе (которьй представляет собой короткозамкнутый контур) протекает ток, который носит активно-индуктивный характер. Соответственно появляется и активная составляющая тока 11, посаженным на проточку бочки ротора и закрепленньм с-помощью шпонки 1 2.

Осуществление проточки на бочке ротора на клина (и даже бодиаметр. В этом случае глубина паза в торцовой зоне бочки ротора все же остается меньшей, чем глубина паза в обычных турбогенераторах, и соответственно не приводит к недопустимым механическим напряжениям в ножках зубцов. Внешний диаметр конической втулки не превышает диаметр бочки ротора, что является очень .важным дпя асинхронньк турбогенераторов, которые могут выполняться с малым воздушным зазором. Втулка П имеет ступенчатую расточку. Каждая ступень охватывает соответственно короткоза- мыкаюш 1е сегменты одного ряда проводников обмотки ротора.

Достоинством данной конструкции является также применение втулки кос

Q

в обмотке статора, которая определяет величину активной мощности, отдаваемую в сеть (так как частота вращения ротора больше частоты вращения поля статора). При этом коэффициент мощности при номинальном токе статора составляет примерно costfs;0,6.

Последовательное замыкание отдельных слоев 8-10 обмотки ротора в торцовой зоне на высокоэлектропроводящие сегменты 6 после удаления изоляционных полуколец 7, которые также уложены в ререкрой стыков, приводит к протеканию токов в проводниках отдельных слоев и к увеличению активной составляющей тока в обмотке статора, т.е. к увеличению коэффициента мощности. После удаления изоляционных про- 2Q кладок 7, расположенных между третьим

5

рядом проводников обмотки ротора (последним), коэффидаент мощности может быть при номинальном токе статора доведен до cos(,85. Надежность контакта между проводниками обмотки в торцовой зоне и короткозамыкающими сегментами обеспечивается центробежными с-илами, которые создаются при вращении ротора,- а также покрытием 30 всех контактных поверхностей серебром (толщиной около 6 микрон) гальваническим способом. Короткозамыкающие сегменты надежно удерживаются по внешнему периметру бандажным кольцом

25

.

11, посаженным на проточку бочки ротора и закрепленньм с-помощью шпонки 1 2.

Осуществление проточки на бочке ротора на клина (и даже бодиаметр. В этом случае глубина паза в торцовой зоне бочки ротора все же остается меньшей, чем глубина паза в обычных турбогенераторах, и соответственно не приводит к недопустимым механическим напряжениям в ножках зубцов. Внешний диаметр конической втулки не превышает диаметр бочки ротора, что является очень .важным дпя асинхронньк турбогенераторов, которые могут выполняться с малым воздушным зазором. Втулка П имеет ступенчатую расточку. Каждая ступень охватывает соответственно короткоза- мыкаюш 1е сегменты одного ряда проводников обмотки ротора.

Достоинством данной конструкции является также применение втулки конической формы, позволяющей дальше отвести места концентрации токов в торцовой зоне ротора, создающих аксиальные потоки, от торцовой зоны статора.

Предлагаемая конструкция может быть внедрена при проектировании и изготовлении асинхронных турбогенераторов для регионов страны, имеющих линии электропередачи сверхвысоких напряжений и больщой протяженности.

Использование предлагаемого изобретения позволяет получить простую и надежную конструкцию ротора асин- хронного турбогенератора, которая обеспечивает повышение коэффициента мощности по мере освоения региона с длинными линиями электропередач сверхвысокого напряжения.

Формула изобретения

1. Ротор асинхронного турбогенератора, содержащий массивный вал с

утолщенной средней частью, в которой расположены продольные пазы, размещенную в этих пазах обмотку в виде нескольких слрев стержней, концы которых расположены за пределами пазов и перекрыты короткозамыкающими элементами, и бандажные кольца, размещенные по обеим сторонам утолщенной части, закрепляющие концы упомянутых стержней, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, короткозамыкающие элементы расположены с послойным перекрытием стержней и по крайней мере часть слоев стержней отделена от коротко замыкающих элементов изоляционными прокладками.

2. Ротор по п. 1, отличающийся тем, что бандажные кольца имеют коническую наружную поверхность и ступенчатую цилиндрическую внутреннюю поверхность с увеличивающимися диаметрами в сторону утолщенной средней части ротора.

Изобретение относится к электромашиностроению. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования. Устройство имеет вал ротора 1, имеюш й утолщенную среднюю часть 2 (бочку ротора) с обмоткой, размещенной в пазах. Короткозамыкающие сегменты 6 обмоток расположены в перекрой стыков. Изоляционные полукольца 7 также уложены в перекрой стыков и изолируют слои стержней обмотки 8, 9, 10 от короткозамыкающих сегментов. Последовательное удаление изоляционных полуколец 7 приводит к замыканию слоев обмотки 8, 9, 10 сегментами 6, что позволяет регулировать коэффидаёнт мощности турбогенератора. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. с б

Х- /9

//77Z.

Фие.2

5-Б

Ю

11

Фиг.З