Токовывод электрической машины Советский патент 1992 года по МПК H02K3/22 

Изобретение относится к электромашиностроению и может найти применение в конструкциях мощных высокоиспользованных турбогенераторов.

Известны токовыводы электрических машин с непосредственным газовым охлаждением, расположенные в корпусе статора, заполненном водородом, где соосно установлены концы соединительных шин и концевых выводов, внутренние каналы которых соединены коробчатыми жесткими медными накладками, одновременно являющимися токоведущими элементами и организующими элементами герметичного перепуска газа.

Токоведущие коробчатые накладки сложны в сборке и недостаточно надежны в эксплуатации из-за повышенной жесткости. Незначительные перемещения шинового моста из-за знакопеременных вибрационных нагрузок могут привести к разрушению токовывода обмотки статора.

Наиболее близким к изобретению является токовывод электрической машины, также размещенный в корпусе статора, заполненном охлаждающим газом, включающий соединительную шину и выводной стержень концевого вывода с внутренними каналами для непосредственного охлаждающего агента, соединяемые гидравлически трубчатыми металлическими рукавами, разъемные токоведущие наконечники, охватывающие снаружи концевые части соединительной шины и выводного стержня и соединенные токоведущими полужесткими перемычками, изготовленными из тонколистовой меди, причем полужесткие токоведущие перемычки, выполненные из тонколистовой меди, припаиваются твердыми высокотемпературными припоями с температурой их плавления 650-750°С.

Недостатком устройства является низкая надежность работы полужестких перемычек, которые припаиваются твердыми высокотемпературными припоями, что сказывается на структурных изменениях меди, делая ее более хрупкой и уязвимой для вибрационных знакопеременных нагрузок, что также неоднократно подтверждалось поломкой перемычек. Следует обратить внимание на низкую технологичность описанных токовыводов и недостаточную их ремонтопригодность.

Цель изобретения - повышение надежности, а также снижение габаритов и массы токовывода электрической машины.

Указанная цель достигается тем, что на концевых частях соединительной шины и выводного стержня установлено не менее чем по два наконечника, каждый из которых

снабжен по двум противоположным сторонам выступами с полостями, в которых закреплены токопроводящие перемычки, выполненные в виде пучка гибких проводов,

а трубчатый металлический рукав, герметично соединяющий внутренние каналы соединительной шины и выводного стержня, размещен в пространстве между наконечниками и токоведущими перемычками.

0 Трубчатый рукав может быть скреплен с упомянутыми токопроводящими перемычками, например с помощью бандажа. Трубчатый рукав в средней своей части, в зоне расположения токоведущих перемычек,

5 снабжен радиатором в виде кольцевых ребер или проволочного петельновинтового оребрения, кроме того, трубчатый рукав в зоне расположения токоведущих перемычек может быть выполнен в виде винтовой

0 спирали с шагом, равным расстоянию между наконечниками. Токоведущие перемычки двух разных сторон наконечников выполнены перекрывающимися и охватывающими трубчатый рукав.

5На фиг. 1 изображен токовывод, вертикальный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (токовывод с радиатором, выполненным в виде петельно-проволочного оребрения); на фиг. 3 - то же с радиатором,

0 выполненным в виде кольцевых ребер; на фиг. 4 - то же, с пружинным трубчатым радиатором, примыкающим непосредственно к токопроводящим перемычкам, разрез; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4 (тококонтакт5 ный узел обжимки проводов в полости наконечника); на фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 5; на фиг. 7 - токовывод с перекрестным расположением токопроводящих перемычек, другое исполнение; на фиг. 8 - то же, с

0 плоско-параллельным контактом; на фиг. 9 - разрез Г-Г на фиг. 8 (узел разъемно-парал- лельного контакта).

Токовывод электрической машины содержит (фиг. 1) концевые контактные части

5 соединительной шины 1 и выводного стержня 2. на которых размещены наконечники 3, попарно соединенные токопроводящими перемычками 4, расположенными и зафиксированными с помощью механической об0 жимки в полости 5 выступов б подразделенных наконечников 3. Причем трубчатый рукав 7 размещен в пространстве между наконечниками 3 и токопроводящими перемычками 4. Трубчатый рукав 7 снаб5 жен радиатором 8, размещенным в зоне токоведущих перемычек 4, благодаря которому при циркуляции охлаждающей жидкости и газа повышается эффективность токосъема с активных элементов токовывода. Одновременно параллельно подразделенные наконечники 3, попарно соединенные токопроводящими перемычками 4, уменьшают потери от скинэффекта и позволяют увеличить поверхность охлаждения с наконечников 3, что, в свою очередь, позволяет повысить удельные токовые нагрузки и соответственно сократить габариты токовывода, не снижая надежности электрической машины.

Сущность работы устройства токовывода электрической машины заключается в расположении его элементов, что охлаждающий газ и жидкость, омывая радиаторы 9-11 трубчатого рукава 8 и наконечники 3, имеющие развитую охлаждаемую поверхность, обеспечивают интенсивный отбор тепла.

Токовывод с радиатором (фиг. 2) выполнен в виде петельно-проволочного оребре- ния 9, как, например, в газоохладителях турбогенераторов.

Токовывод с радиатором (фиг. 3) выполнен в виде кольцевых ребер 10.

Радиатор (фиг. 4) может быть выполнен в виде трубчатой винтовой спиральной пружины 11, примыкающей к токопроводящим перемычкам 4 и закрепленной с помощью бандажа.

Описанный вариант позволяет сократить количество материала токопроводящих перемычек 4 за счет интенсификации охлаждения. Кроме этого, описанная конструкция токовывода позволяет обеспечить необходимые натяжения токопроводящих перемычек 4 за счет перемещения наконечников 3 вдоль контактных концевых частей стержня 2 и соединительной шины 1 вверх-вниз. Это возможно благодаря зазорам 12.

Небольшое натяжение перемычек может быть достигнуто путем скрутки вдоль их оси на 1,5-2 оборота.

Для улучшения охлаждения перемычек 4 за счет увеличения угла охвата перемычкой упомянутого радиатора (фиг. 6) осуществляют поворот одного из наконечников 3 вокруг плоскости его разъема с обеспечением перекрестного расположения гибких перемычек, что токоведущие перемычки двух разных сторон наконечников выполнены перекрывающимися и охватывающими трубчатый рукав.

Формула изобретения

. Токовывод электрической машины, содержащий соединительную шину и выводной стержень концевого вывода с внутренними каналами для охлаждающего агента, гидравлическую перемычку в виде трубчатого металлического рукава, герметично соединяющего внутренние каналы соединительной шины и выводного стержня, разъемные токоведущие наконечники, охватывающие концевые части соединительной шины и выводного стержня, и токоведущие перемычки, соединяющие наконечник соединительной шины с наконечником выводного стержня, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и уменьшения габаритов и массы, на концевых частях соединительной шины и выводного стержня

установлено не менее чем по два наконечника, каждый из которых снабжен по двум противоположным сторонам выступами с полостями, в которых закреплены токоведущие перемычки, выполненные в виде пучка

гибких проводов, а трубчатый металлический рукав своей средней частью размещен в пространстве между наконечниками и то- коведущими перемычками.

2.Токовывод по п. 1, от л и ч а ю щи й- с я тем, что трубчатый рукав скреплен с

упомянутыми токопроводящими перемычками.

3.Токовывод по п. 1,отличающий- с я тем, что трубчатый рукав в зоне расположения токоведущих перемычек снабжен радиатором в виде кольцевых ребер.

4.Токовывод по п. 1,отличающий- с я тем, что трубчатый рукав в зоне расположения токоведущих перемычек снабжен радиатором в виде проволочного петельно-винтового оребрения.

5.Токовывод по пп. 1 и2,отличаю- щ и и с я тем, что трубчатый рукав в зоне расположения токоведущих перемычек выполней в виде винтовой спирали с шагом, равным расстоянию между наконечниками.

6.Токовывод по пп. 1 и 2, отличающий с я тем, что токоведущие перемычки двух разных сторон наконечников выполнены перекрывающимися и охватывающими трубчатый рукав.

in г5J D

3- hcJ

Фиг. 5

Использование: конструкция мощных турбогенераторов. Сущность изобретения: токовывод содержит соединительную шину 1, выводной стержень 2, соединяющий их гидравлически трубчатый рукав 7, токоведу- щие наконечники 3 и токоведущие перемычки 4. На шине и стержне установлено не менее чем по два наконечника. По противоположным сторонам наконечники снабжены выступами с полостями для крепления токоведущих перемычек. Трубчатый рукав размещен в пространстве между наконечниками и токоведущими перемычками. 5 з.п. ф-лы, 9 ил. 1 е Фиг.1

Фиг, 6

Фиг, 7

Г-Г

Редактор Н. Рогулич

Фиг. $

Составитель С. Флоринская

Техред М.МоргенталКорректор Н. Ревская

4

Фиг-8