Массивный ротор электрической машины Советский патент 1991 года по МПК H02K3/16 

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к высокоскоростным турбодвигателям с массивными роторами, работающими от управляемых тиристорных преобразователей частоты.

Цель изобретения - повышение надежности и ремонтопригодности ротора.

На фиг.1 показана концевая часть ротора, вид с торца; на фиг.2 - то же. вид со стороны цилиндрической части; на фиг.З - разрез А-А на фиг.1, на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.1.

В открытые пазы массивного ротора 1 помещена обмотка 2. которая по концам бочки ротора удерживается клиньями 3, а по длине ее средней части - пазовыми клиньями 4. Клинья 3 выполнены из материала с более высокой удельной электропроводностью, чем сталь, например, из бронзы. Каждый клин имеет наружный, т.е. располагающийся вне паза, тангенциальный выступ 5 с серьгами 6 по ее концам. Пазовые клинья 4 выполняют двойными из стали и забивают в паз навстречу друг другу.

В головках зубцов 7 просверлены на заданную глубину аксиальные глухие отверстия 8, которые на коротком участке при входе снабжены резьбой.

Серьги 6 соседних выступов 5 и 9, имеющих показанную на фиг.1 форму, с осты ко- ваны между собой и прижаты к торцам головок зубцов 7 с помощью болтов 10. Болт

О

Ю

4

имеет граненую головку 11 и участок с резьбой 12, расположенной со стороны головки. Болты предварительно пропускают через отверстия состыкованных серег и вставляют в отверстия головок зубцов (гнезда). После этого их завинчивают до конца с натягом. Длины нарезанных участков болтов и отверстий, как и их глубину, выбирают с учетом конкретных данных электродвигателя и режима его работы. Между дном гнез- да и концом болта может быть предусмотрен промежуток не менее 5 мм на возможные технологические отклонения, а также термическое удлинение стержня. Диаметры болтов и отверстий выбирают из условий обеспечения плотной посадки гладкой части болта в гнезде. Для улучшения контактирующих поверхностей, таких как стыковки серег соседних выступов 5 и 9, дужек и торцовой поверхности головок зубцов 7, их целесообразно серебрить, особенно для мощных электродвигателей.

При вращении ротора центробежные силы дополнительно прижимают болты к стенкам отверстия1. Это улучшает контакт между болтами и головками зубцов ротора. От радиальных перемещений под действием центробежных сил удерживают тангенциальные выступы 5 и 9 аксиальным буртиком 13 зубцов, лобовые части обмотки

2удерживаются бандажным кольцом 14, отставленным от бочки ротора для пропуска воздуха.

Конструкция стыковки концевого клина

3с пазовыми клиньями 4 показана на фиг.2. Дополнительное механическое прижатие между указанными клиньями обусловлено действием больших центробежных сил, что повышает надежность контакта между ними.

В собранном роторе крайние пазовые клинья, снабженные тангенциальными выступами с серьгами, и болты, посаженные в гнезда зубцов, образуют демпферную систему с повышенной электропроводностью.

Замена поврежденного стержня обмотки ротора либо концевых элементов демпфирующей системы относительно проста по сравнению с известными устройствами. Например, для извлечения одного из стержней обмотки 2 необходимо после снятия бандажных колец 14 удалить несколько болтов 10 с обоих торцов ротора и вытащить пару концевух клиньев 3.

Ротор работает следующим образом. В случае появления вращающихся относительно ротора магнитных полей они индуктируют в тонком поверхностном слое вихревые токи. Они протекают в аксиальном направлении по относительно тонким поверхностным слоям головок зубцов и пазовым клиньям ротора, стремясь замкнуться в его концевых частях. В связи с тем, что в предлагаемом устройстве обеспечены пути для токов в тангенциальном направлении, нет предпосылок для появления

местных перегревов, а тем более подгаров, в частности, в стыках между клиньями и зубцами ротора. Бронзовые концевые клинья 5 и болты 10 выводят токи из концевой зоны бочки ротора в аксиальном направлении, а сплошное кольцо, образованное выступами 5, замыкает эти токи в тангенциальном направлении по пути с относительно высокой электропроводностью. Указанному отводу вихревых токов

способствует также прижатое к торцовым поверхностям головок зубцов ротора кольцо.

Формула изобретения

1. Массивный ротор электрической машины, содержащий бочку с радиальными пазами и зубцами, имеющими аксиальные отверстия в головках, обмотку и пазовые клинья, крайние из которых выполнены из материала с повышенной по сравнению со

сталью электропроводностью, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и ремонтопригодности, каждый крайний пазовый клин имеет тангенциальные выступы, на концах которых выполнены

серьги с аксиальными отверстиями, в которых размещены болты, закрепленные в аксиальных отверстиях головок зубцов и прижимающие выступы соседних линьев к торцовой поверхности головок зубцов.

2. Ротор по п. t, отличающийся тем, что аксиальные отверстия в головках зубцов выполнены глухими и каждое отверстие со стороны донной части и соответствующая ему часть болта имеют гладкие

участки, обеспечивающие плотную посадку, при этом болты выполнены из материала с повышенной по сравнению со сталью электропроводностью.

Фиг.1

Изобретение относится к области электромашиностроения. Цель - повышение надежности и ремонтопригодности ротора. В массивном неявнополюсном роторе каждый крайний пазовый клин выполнен с тангенциальным выступом, имеющим по концам серьги 6. Головки зубцов ротора снабжены аксиальными глухими отверстиями 8, при входе которых имеется винтовая нарезка. Болты, имеющие так же на соответствующих участках нарезку, пропущены через серьги и ввинчены в упомянутые гнезда. После сборки выступы образуют короткозамыкающее кольцо, которое с усилием оказывается прижатым к торцу головок зубцов. Такое устройство позволяет обеспечить надежные гальванические контакты между всеми составными элементами по пути замыкания вихревых токов к концевой части ротора. При этом ротор обладает повышенной ремонтопригодностью, т.к. допускает замену любого стержня обмотки ротора за счет только частичной разборки демпферной системы. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Ч

8

9х Фиг. 2

Ю

П

(BtaJ

6-5

А-А