Статор электрической машины Советский патент 1977 года по МПК H02K3/46 

Изобретение относится к области электромашиностроения.

Известны электрические машины, статор которых содержит сердечник и обмотку, размещенную в воздушном зазоре, закрепленную посредством цилиндров 1.

Недостатком указанного статора является отсутствие надежного механического соединения цилиндра из немагнитной стали с сердечником. Обмотка статора, помещенная в пазы, выполненные в цилиндре из немагнитной стали, пересекается полным магнитны.м потоком, поэто.му механическое соединение этого цилиндра с сердечником должно выдерживать полный электромагнитный момент, действующий в тангенциальном направлении.

Известен статор электрической машины, содержащий шихтованный сердечник, размещенную в воздушном зазоре обмотку и концентрические цилиндры. Наружный из цилиндрЪв, шихтованный из немагнитной стали, раз.мещен в расточке сердечника и с внутренней стороны имеет пазы, в которых размещена обмотка,, а внутренний, закрепляющий обмотку в пазах, выполнен из синтетического материала 2.

Недоетатко.х указанного статора является касание цилиндра из немагнитной стали с сердечником. Это приводит к образованию за.мыканий между чтдельны.и сегментами,

образованию местных очагов повышенны.ч тепловыделений, общему возрастанию дополнительных потерь в сердечннке и цилиндре из немагнитной стали и ухудшению КНД машины. Отсутствие охлаждения в зоне сопряжения цилиндра из немагнитной стали с сердечником приводит к неравномерно.му нагреву и нежелательным те.мпературным деформациям сопрягаемых узлов. Кроме того, соединение сердечника с цилиндром из ие.магнитной стали должно обеспечивать иеобход1.мый распор между цилиндро.м из не.магнитной стали и сердечником в радиальном нанравленни, что обеспечивает повышение виброустойчивости сердечника и немагнитного цилиндра с обмоткой.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик электрической машины путем увеличения КИД за счет уменьшения потерь в сердечнике, улучшения охлаждения сердечника статора, повышения надежности крепления. Это достигается в цредлагаемо.м статоре электрической машины те.м, что он снабжен изолированными ребрами, а сердечник по внутренней и цилиндр из немагнитной стали по наружной поверхностям выполнены с пазами, в которых установлены упомянутые ребра, образующие отдельные каналы .между сердечннко.м и цилиндром.

Ребра могут быть выполнены в поперечном сечении из двух составных частей в виде клиньев. Кроме того, ребра могут быть размещены по окружности с чередованием радиального и тангенциального расположения их составных частей. Возможно выполнение продольных ребер 113 материала с высокой электропроводностью н их электрическое соединение за пределами сердечника, а также выполнение в ребрах внутренних каналов для циркуляции охлаждающего агента.

На фиг. 1 изображен предлагаемый статор, продольный разрез; на фиг. 2-тот же ciaTop, поперечный разрез.

Статор содержит сердечник 1 и обмотку 2. Обмотка размещена в пазах, выполненных в шпхтованном цилиндре 3 из немагнитной стали, и закреплена внутренним выполненным из синтетического материала цилиндром 4. С точки зрения электромагнитной теории электрической машины, обмотка 2 размещена в воздушном зазоре машины, так как цилиндр 3 является немагнитным. Увеличение воздушного зазора машины позволяет повысить статическую устойчивость, а размещение обмотки в воздушном зазоре - сократить габариты, вес, улучшить параметры, в частности уменьшить переходное индуктивное сопротивление и повысить динамическую устойчивость. Цилиндр 3 из немагнитной стали сопряжен с сердечником 1 при помощи продольных ребер 5. Для установки ребер на наружной поверхности цилиндра 3 и внутренней поверхности сердечника выполнены продольные пазы. Ребра вдоль всей поверхности сопряжения с цилиндром 3 и сердечником снабжены изоляцией 6. Она исключает замыкания сегментов шихтованного цилиндра 3 и сердечника продольными ребрами 5. Для исключения замыканий сегментов, возможных при касании сердечника и цилиндра 3, последний выполнен с наружным диаметром, меньшим диаметра расточки сердечника, так что по всей окружности в промежутках между ребрами 5 образованы продольные каналы 7, которые использованы для циркуляции охлаждающего агента. Охлаждение зоны сопряжения немагнитного цилиндра 3 и сердечника устраняет неравномерный нагрев и нежелательные температурные деформации сопрягаемых узлов. Для повышения виброустойчивости сердечника 1 и цилиндра 3 ребра 5 могут быть выполнены в сечении из клиньев 8, 9 и размещены по окружности с чередованием радиального и тангенциального расположения их составных частей. Клинья обеспечивают необходимую плотность посадки в тангенциальном направлении и распор между сердечником и цилиндром 3 в радиальном наиравлении. Изоляция 6 выполнена на каждом ребре, например, из двух П-образных гильз, окружаюигих с впеишей стороны каждый из клиньев ребра 5 в отдельности. Поскольку ребра расположены в активной sotie машины, изолированы от сердечника и цилиндра 3 и пересекаются рабочнм магнитиым потоком, замыкающимся в сердечнике, предусмотрено и. выполнение из электропроводного материала п использование как вспомогательной обмотки, например, для питания статической системы возбуждения. С этой целью ребра электрически соединяются за пределами сердечника. Для улучшения охлаждения токоведущне ребра 5 могут быть снабжены внутренними продольными каналами 10 для циркуляции охлаждающего агента.

Применение изобретения в сверхмощных турбогенераторах мощностью порядка 2 млн. кВт и выше позволит улучшить эксплуатационные характеристики машины: повысить КПД за счет уменьн1еиия дополнительных потерь в сердечнике, улучшить охлаждение сердечника статора п его механические характеристики, повысить надежность турбогенератора.

Формула изобретен и я

Статор электрической машины, преимущественно турбогенератора, содержащий шихтованный сердечник, размещенную в воздушном зазоре обмотку и концентрические цилиндры, наружный из которых, шихтованный из не.магннтной стали, размещен в расточке сердечника п с внутренней стороны имеет пазы, в которых размещена обмотка, а внутренний, закрепляющий обмотку в пазах, выполнен из синтетического материала, отличающийся тем, что, с целью улучпшния эксплуатационных характеристик, он снабжен

продольными изолированными ребрами, а сердечник по внутренней и цилиндр из немагнитной стали по наружной поверхностям выполнены с пазами, в которых установлены упомяпутые ребра, образующие отдельные

каналы между сердечником и цилиндром.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство № 340024, М. Кл.2 И 02К 3/46, 1972.

2. Заявка ФРГ N° 2165678, М. Кл. Н 02К 3/46, 1974 (прототип).

X Vv - vwvxxУWWxx x

. ЛУ У ААААААХЛА jQ