Статор электрической машины с жидкостным охлаждением Советский патент 1992 года по МПК H02K1/20 

.. Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электромашиностроении, в частности в турбогенераторах.

Известен статор электрической машины с полным жидкостным охлаждением, содержащий сердечник с охладителями в виде сегментов, обмотку, нажимной фланец и электропроводный экран, установленный на нажимном фланце со стороны лобовых частей обмотки в виде тангенциальных шин с внутренними каналами для хладагента.

Недостатком данной конструкции является то, что не учитываются особенности распределения электромагнитных и тепловых нагрузок в концевой зоне сердечника статора.

Известна конструкция статора электрической машины, которая содержит электропроводный экран, состоящий из двух соединенных между собой частей, одна из которых закрывает нажимной фланец со стороны расточки, а другая расположена между нажимным фланцем и крайним пакетом.

Недостатком данного устройства является то, что в самих экранах потери распре- деляются неравномерно и не осуществляется отвод тепла с нажимного фланца. Кроме того, данная конструкция не учитывает неравномерности сердечника статора. Данная конструкция используется для турбогенераторов с газовым охлаждением сердечника статора.

Цель изобретения - повышение надежности и нагрузочной способности электрической машины.

Таким образом, использование предлагаемой конструкции позволяет понизить нагрев крайних пакетов и нажимного фланца, а также выровнять распределение тепловых нагрузок по тангенциальной координате, следовательно, повышается надежность и нагрузочная способность электрической машины.

Указанная цель достигается тем, что в статоре электрической машины с полным водяным охлаждением, содержащем сердечник с сегментными охладителями, обмотку, нажимной фланец и электропроводный экран, установленный на нажимном фланце со стороны лобовых частей, в виде тангенциальных шин с внутренними каналами для хладагента, нажимной фланец выполнен с дополнительными пазами, расположенными на его внутренней обращенной к расточке цилиндрической поверхности, а трубки охладителей, расположенных между нажимным фланцем и крайним пакетом, имеют отогнутые участки, размещенные в указанных пазах с обеспечением теплового контакта с внутренними поверхностями пазов.

Пазы на внутренней цилиндрической

поверхности нажимного фланца выполняют в виде ласточкиного хвоста.

В пазы устанавливают встречные клинья из электропроводного материала, которые фиксируют отогнутые участки сег0 ментных охладителей с трубками для хладагента.

Кроме того, на ранней поверхности кольца нажимного фланца, обращенной к сердечнику статора в зонах зубцов, распо5 ложенных между пазами, содержащими стержни различных фаз нижнего слоя обмотки, в тангенциальном направлении выполняют пазы, в которых размещают трубки для хладагента.

0 Зазоры между охлаждаемыми трубками и стенками пазов нажимного фланца заполняют теплопроводным полимерным материалом.

На фиг. 1 показана концевая зона элек5 трической машины с полным жидкостным охлаждением, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг; 1; на фиг. 3 - сегментный охладитель, устанавливаемый между нажимным фланцем и крайним пакетом; на фиг. 4 - разрез

0 Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - вид В на фиг. 1.

Статор электрической машины с полным жидкостным охлаждением содержит шихтованные пакеты 1 железа, сегментные охладители 2, нажимной фланец 3, сегмент5 ный охладитель 4, установленный между нажимным фланцем и крайним пакетом, загнутый на внутреннюю цилиндрическую поверхность нажимного фланца, обращенную к расточке; электромагнитный экран 5

0 в виде тангенциальных шин с внутренними каналами для хладагента, установленный со стороны лобовых частей обмотку 6; встречные клинья 7 из электропроводного материала, установленные в пазы нажимного

5 фланца для фиксаций загнутых частей сегментных охладителей; трубки 8 для хладагента.

Наиболее нагруженной в тепловом и электромагнитном отношении зоной в элек0 трической машине является концевая часть. Температура крайних пакетов определяет нагрузочную способность машины. В машинах большой единичной мощности значительный нагрев имеет и нажимной фланец.

5 В предлагаемой конструкции сердечника статора на внутренней цилиндрической поверхности нажимного фланца 3, обращенной к расточке, выполняют пазы, в которые помещают загнутые части сегментных охла- дителей 4, чем обеспечивается охлаждение

нажимного фланца и тем самым снижается максимальная температура концевой части. Так как при работе электрической машины существуют вибрации, то для придания жесткости конструкции и обеспечения тепло-: вого контакта пазы на внутренней цилиндрической поверхности нажимного фланца выполняют в виде ласточкиного хвоста и помещенные в них загнутые части сегментных охладителей 4 прижимают к внутренним стенкам пазов встречными клиньями 7. Для улучшения теплового контакта загнутых частей сегментных охладителей с внутренними поверхностями пазов зазоры между ними заполняют полимерным теплопроводным материалом. Три работе электрической машины существует несимметрия распределения электромагнитного и теплового полей по тангенциальной координате, наиболее ярко выраженная в крайних пакетах. Пики электромагнитных и тепловых нагрузок приходятся на стыки потерь на стыке фазных зон нижнего слоя выделяется в первом крайнем пакете. Для выравнивания тепловой несимметрии в данной конструкции сердечника статора на внутренней кольцевой поверхности нажимного фланца, обращенной к сердечнику статора, в зонах зубцов, расположенных между пазами, содержащими стержни различных фаз нижнего слоя обмотки, в тангенциальном направлении выполняют дополнительные пазы, в которых размещают трубки для хладагента, причем входные отверстия трубок для хладагента располагают со стороны расточки и подсоединяют к напорному коллектору, а входные отверстия - со стороны спинки, и подсоединяют к сливному коллектору.

Формул а изобретения 1. Статор электрической машины с жидкостным охлаждением, содержащий шихто- ванный сердечник с сегментными охладителями, обмотку, нажимной фланец с

пазами на кольцевой поверхности со стороны лобовых частей обмотки, в которых установлен электромагнитный экран в виде тангенциальных шин с внутренними каналами для хладагента, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и нагрузочной способности, нажимной фланец выполнен с дополнительными пазами, расположенными на его внутренней обращенной к расточке цилиндрической поверхности, а трубки охладителей, расположенных между нажимным фланцем и крайним пакетом, имеют отогнутые участки, размещенные в указанных пазах с обеспечением теплового контакта с внутренними поверхностями пазов.

2.Статор по п. I, отличающийся тем, что пазы на внутренней цилиндрической поверхности нажимного фланца, обращенной к расточке, выполнены в виде ласточкина хвоста.

3.Статор по пп. 1 и 2, отличающий- с я тем, что в пазы на внутренней цилиндрической поверхности нажимного фланца, обращенной к расточке, установлены встречные клинья из электропроводного материала, фиксирующие отогнутые части сегментных охладителей с трубками для

хладагента.

4.Статор по пп. 1-3, отличающийся тем, что зазоры между помещенной в пазы нажимного фланца отогнутой частью сегментных охладителей и внутренними поверхностями пазов заполнены теплопроводным полимерным материалом.

5.Статор по пп. 1-4, отличающийся тем, что на внутренней кольцевой поверхности нажимного фланца, обращенной к сердечнику статора в зонах зубцов, расположенных между пазами, в которых размещены стержни различных фаз нижнего слоя обмотки в тангенциальном направлении, выполнены пазы, в которых размещены трубки для хладагента.

Вид А.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в турбогенераторах. Целью изобретения является повышение надежности и нагрузочной способности электрической машины за счет снижения нагрева крайних пакетов и нажимного фланца и выравнивания тепловых нагрузок по тангенциальной координате. Статор электрической машины содержит шихтованные пакеты 1 железа, сегментные охладители 2, нажимной фланец 3. Сегментный охладитель 4 установлен между нажимным фланцем и крайним пакетом и имеет отогнутый на внутреннюю цилиндрическую поверхность нажимного фланца участок. Благодаря тому, что встречные клинья 7 из электропроводного материала установлены в паз нажимного фланца для фиксации отогнутых участков сегментных охладителей, обеспечивается повышение надежности и нагрузочной способности. 4 з.п. ф-лы, 5 ил. (Л

Фиг 5

Фи,2

фиг /

Фи. 5.