Статор электрической машины Советский патент 1993 года по МПК H02K1/16 

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к конструкциям статоров гидрогенераторов.

Цель изобретения - расширение возможности проектирования статора путем снижения материалоемкости, улучшения механических и электромагнитных характеристик и снижения трудоемкости изготовления и монтажа.

Поставленная цель достигается за счет того, что в статоре электрической машины, содержащем корпус с.шихтованным сердечником из электротехнической стали, собранным из секторов в неразъемное кольцо на месте эксплуатации, сектора выполнены двух типов, каждый из целого числа одинаковых сегментов, причем число сегментов в секторе первого типа меньше числа сегментов в секторе второго типа на один сегмент, при этом отношение числа сегментов в сердечнике к числу секторов выражено рацио А В

нальным числом А - , в котором А - целая часть числа равна числу сегментов в секторе

первого типа и число таких секторов - (С-В), а число сегментов в секторе второго типа равно (А-Н) и число таких секторов равно В.

Благодаря взаимодействию этих признаков появилось новое свойство: обеспечена возможность разработки оптимального варианта при проектировании гидрогенератора, позволяющего осуществить наиболее экономичный раскрой электротехнической стали, улучшить свойства , сердечника статора, выполнить его с минимальным числом секторов и т.д.

Вышеописанное свойство является причиной возникновения сверхсуммарного эффекта, выражающегося в снижении материалоемкости, уменьшении количества технологического оборудования, нажимных гребенок, уменьшении времени изготовления статора и увеличения монтажной готовности гидрогенератора. Увеличение ряда возможных чисел пазов и диаметров дает возможность получения оптимальных механических и электромагнитных характеристик статора гидрогенератора.

(А

С

оо О

ю

4 О VI

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен статор электрической машины, вид сверху.

Статор электрической машины состоит из корпуса 1 и сердечника эл. тех. стали 2, собранного из секторов двух типов 3,4. Сектор первого типа 3 меньше сектора второго типа 4 на один сегмент 5, причем сектора 3 и 4 состоят из целого числа одинаковых сегментов 5. При этом отношение числа сегментов в сердечнике к числу секторов может быть выражено как целым, так и дробным

D

числом, например А , которое и определяет число секторов обоих типов и число сегментов в них.

При проектировании статора гидрогенератора выбирают сегмент электротехнической стали с хордой, соответствующей размеру рулона электротехнической стали. Пусть сегмент с длиной дуги по наружному диаметру л Dam/z, где г - число пазов сердечника статора, m - число пазовых делений в сегменте, Da - диаметр по спинке статора, обеспечивает экономичный раскрой по ширине листа электротехнической стали. В соответствии с условиями.транспортировки по габаритам и массе, статор разделен на п секторов, которые затем на месте эксплуатации собирают в неразъемное кольцо. Необходимым условием выполнения такого сердечника является условие кратности числа пазов в сердечнике числу пазов в одном

сегменте, т.е. - - целое число. Отношение m

же числа сегментов в сердечнике к числу секторов в общем случае может быть не целым числом, а представленным в виде

д В грационального числа А - . Рели выполнить

два типа секторов, отличающихся друг от друга на Ёеличину, равную количеству пазов в одном сегменте, то эти цифры рационального числа будут характеризовать количество секторов каждого типа и число сегментов в них.

Целая часть числа А показывает количество сегментов в секторе первого типа.

г. «гВ

Дробная часть - показывает какое количество секторов каждого типа необходимо выполнить, чтобы получить заданное количество пазов в сердечнике.

Знаменатель дробной части С равен общему числу секторов в статоре п С.

Числитель дробной части В рационального числа показывает число секторов второго типа, число сегментов в которых равно А + 1, а (С - В) - число секторов 1 типа.

Таким образом, статор гидрогенератора выполняют на заводе из секторов двух типов, число сегментов в секторе первого типа равно А и их число равно С - В, число сегментов в секторе второго типа равно А + 1 и их число равно В. Сегменты в секторах устанавливают вперекрой. Для обеспечения сдвига сегментов через каждый слой в секторе укладывают на один сегмент меньше, а

в стыковых зонах с каждой стороны сектора устанавливают две временные прокладки равные одному сегменту, которые затем заменяют на монтаже целым сегментом. Затем сектора перевозят на место эксплуатации по отдельности. На месте эксплуатации гидрогенератора, сектора собирают в кольцо, и стыковые зоны их перешихтовы- ваются для образования неразъемного кольца с равномерными электромагнитными и механическими свойствами.

Примерами конкретного выполнения предполагаемого изобретения приведены в табл.1.

Для гидрогенераторов ГЭСУрра 1, спроектированных по ранее принятой конструкции, число сегментов в секторе было не

л

целым, а дробным равным 7 - , поэтому было выполнено два вида сегментов по 6 или 9

пазов в сегменте. Отсюда большие отходы, неравномерная разгонка шпилек и клиньев, три разных вида нажимных гребенок.

По предлагаемому же решению сердечник будет состоять из двух типов секторов,

по 7 и 8 одинаковых сегментов в каждом. Следовательно, экономится электротехническая сталь, уменьшается количество позиций нажимных гребенок, получается равномерная разгонка клиньев и шпилек по

окружности статора. Аналогичные преимущества могут быть получены для статоров гидрогенераторов ГЭС Урра 11.

Для гидрогенераторов Рыбинской ГЭС был спроектирован статор, состоящий из

шести одинаковых секторов. По условиям транспортировки возможно выполнить четыре сектора двух типов с целым числом сегментов в каждом по 13 и 14 сегментов. За счет сокращения числа секторов сокращается количество стыковых и крепежных материалов, уменьшается число стыков

(на тс ), перешихтОвываемых на монтаже,

увеличивается количество стержней обмот- ки, вложенных в пазы сердечника на заводе, за счет чего резко уменьшается время монтажа, гидрогенератора. Аналогичные преимущества могут быть получены для статоров гидрогенераторов ГЭС Хиракут 2 и Исохара.

Для статоров гидрогенераторов ГЭС Урра 1 и Урра 11 могут быть получены дополнительные преимущества за счет уменьшения числа секторов с 6 до 5.

Таким образом технико-экономическая эффективность заявленного предложения заключается в снижении материалоемко- сти, уменьшении количества технологического оборудования, нажимных гребенок, уменьшении времени изготовления статора и увеличения монтажной готовности гидрогенератора.

0

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Статор электрической машины, содержащий собранный из секторов в неразъемное кольцо корпус с шихтованным сердечником из электротехнической стали, о тли чающий- с я тем, что, с целью снижения материале- емкости и трудоемкости изготовления, улучшения механических и электромагнитных характеристик, секторы выполнены двух типов из одинаковых сегментов, при этом число сегментов в секторах одного типа меньше числа сегментов в секторах другого типа на один сегмент.

Использование изобретения: в электромашиностроении, в частности в конструкциях статора гидрогенератора. Сущность изобретения: статор электрической машины состоит из корпуса 1 и сердечника электротехнической стали 2, собранного из секторов двух типов 3,4. Сектор первого типа 3 меньше сектора второго типа 4 на один сегмент 5. Секторы 3 и 4 состоят из целого числа одинаковых сегментов 5. 1 ил.