Электрическая машина с встроенным трансформатором тока Советский патент 1981 года по МПК H02K11/00 H02K19/36 G01R19/15 

Изобретение относится к электрическим машинам с встроенным трансформатором тока, который обычно применяется в трехфазных машинах для измерения тока в каждом из тре фазных нейтральных выводов в основных статорных катушках. Известны электрические машины с встроенным трансформатором тока tlD Однако трансформаторы тока обычно прикрепляются к внутренней поверхности корпуса машины при помощи винтов или болтов, которые проходят через корпус машины, в результате чего довольно часто происходит утеч ка охлаждающего масла из внутренней части корпуса использующего впрыскивание охлаждающего масла. Кроме того, крепление трансформатора тОка при помощи винтов и болтов, которые проиизывают корпус, может быть опасным, поскольку монтгикные винты находятся часто в контакте со значительными электрическими потенциапг1ми внутри машины. Цель изобретеиия - повышение надежности герметизации. Для достижения указанной цели электрическая машина снабжена двумя изолирующим) элементами и куыаю, первый иэолирукщий элемент выполнен с отверстием, через которое проходит крепежный элемент и установлен под головкой последнего, второй изолирующий элемент установлен между корпусом и трансформатором тока, крывцка выполнена из изолирующего материала и установлена в отверстии корпуса электрической машины и имеет уплотнякяций элемент и внутреннюю полость, в которой находится головка крепежного-элемента. Уплотняющий элемент может Сыть выполнен в виде О-овраэного кольца, или в виде «инта, В корпусе машины выполнена канавка, перпендикулярная отверстию, в котором располсикен удерживающий . В нижней части трансформа- . тора 6ка установлен магнитный экран, в резьвовом отверстии которого размещен самозштраюш йся вкладьш. На г. 1 - показана электрическая мгшшна, частичный продольный разрез, включая продольное поперечное сеченме конструкции крепления трансформатора тока, поперечное сечение на фиг. 2 - схема соединений статора электрической машины; на фиг. 3 п« рспектианый вид магнитного экрана, содержащего спиральную катушку,используемую в качестве самозапираккцегося вкладьша.

Внутри корпуса 1 (обычно металлического) размещены вал 2, который поддерживает ротор 3 и закрепленная на корпусе 1 статорная катушка 4, электрически соединенная с нейтральным проводом 5. Как и в обычных трехфазных машинах переменного тока, имеются три нейтральных вывода,соединяющие статорные катушки с нейтральным зажимом 6.

На принципиальной схеме машины схема статора трехфазного генератора (фиг.2) имеет 3 статорные катушки

4,7, 8 и три трансформатора тока 9-11. Трансформаторы 9-11 тока используются для измерения количества тока, текущего в нейтральных выводах

5.На фиг. 2 статорная катушка 4, трансформатор 9 тока и выводы 5 и 12 соответствуют статорной катушке 4, трансформатору 9 тока и выводам 5 и 12 соответственно фиг.1. Для защиты генератора от электрических неполадок , частот, необходимо измерение тока в каждом из нейтральных выводов . Для этого широко используется метод измерения тока в нейтральном выводе при помощи трансформатора тока, например катушки 11.

Нейтральный вывод 5 соединен с опорным элементом 13 трансформатора в шпулевидной форме, который служит как для проведения нейтрального токового вывода через центр катушки 9, так и в качестве опоры для катушки 9 Предпочтительно опорный элемент 13 Катушки делать из меди максимальной проводимости. С верхней крюмкой 14 опорного элемента 13 соединен вывод 12, который сЬединяет нейтральный токовый вывод с нейтральным зажимом 6.

Устройство крепления 14, например металлический винт (фиг.1), проходит/через отверстие 15 в корпусе 1 машины. Корпус 1 содержит расширенную кольцеобразную углубленную область 16, коаксиальную с отверстие 15, для размещения головки 17 винта 14. Размещенная нижняя кромка опорного элемента 13 катушки является кольцеобразным элементом 17 экрана трансформатора, сделанного из мягкого металла, который содержит муфту iBt снабженнуй резьбой 19 для соединения с Резьбой винта 14. Кроме обеспечения Механического соединения винта 14, элемент 17 действует как магнитный экран для уменьшения электрического воздействия на катушку 9 магнитных полей, которые генерируют частоты статором 4.; Дпя того, чтобы винт 14 в трансформаторе тока, размещается С 1мозапи7рающий вкладаан, например спиральная катушка 20 {фит-З). которая ввинчкбаетсл по { еэьбе 19 в муфту 18,лто&ы

предотвратить вращение винта или элемента крепления 14, возникающего |От воздействия вибрации.

На фиг. 3 спиральная катушка 20 показана частично вывернутой из экрана 17 трансформатора, хотя обычно катушка 20 должна полностью находиться во втулке 18. Спиральная катушка может быть выполнена из провода, имеющего форму ромба 21, который предотвращает вращение элемента с резьбой. В предпочтительном варианте спиральная каТушка 20 ввинчивается по резьбе 19 в муфту 18, а винт 14, в свою очередь, ввинчивается в спиральную катушку 20. Между корпусом 1 и верхней кромкой опорного элемента

13катушки помещается кольцеобразный диск из изоляционного материала 22 для того, чтобы изолировать опорный элемент 13 от корпуса 1. Кроме тоГо, при помощи кольцеобразных дисков 23, а также кольца 24, катушка

9 изолируется от медного опорного элемента 13, и таким образом, при вращении катушки 9 она не находится в электрическом контакте с опорным элементом 13.

Верхняя часть винта 14 размещается и изолируется от корпуса 7 при помощи изолирующей шайбы 25, которая также служит опорой головки 17 винта 14. Изолятор 25 содержит часть муфты 26, которая размещена в нижней части отверстия 15 и служит для электрической изоляции.тела винта от корпуса 1. На головку винта 17 корпуса нгщевается крышка 27. Желательно чтобы крышка 17 была сделана из изоляционного материала, например из литого пластика или металла, такого, как алюминий с изолирующим лаковым покрытием, размещенным на внешней поверхности. Зажимное кольцо 28, вставленное внутрь углубления 29 в кольцеобразную часть 16 корпуса 1, удерживает крышку 27 внутри кольцеобразной части 16. 0-образное кольцо 30 размещено в углублении 31 крышки 27 и создает непроницаемое для жидкости уплотнение, предохраняющее от вытекания охлаждающее масло через винт 14 и корпус 1 наружу. Таким образом, крышка 27 в комбинации с О-образным кольцом 30 служит как для уплютнени,. корпуса от утечки охладителя, так и для предохранения винта

14от йхождеиия в электрический контакт ео веем, что находится снаружи корпуса, тем самым Устраняя любую опасность от электрических потенциалоа на винте 14.

Формула изобретения

1. Электрическая машина с встроенным трансформатором тока, в которой корпус имеет отверстие, через которое проходит крепежный винт с головкой , с помощью которого трансформато тока прикреплен к корпусу машины, отли чающа яс я тем, что, с целью повышения надежности герметизации, электрическая машина снабжена двумя изолирующими элементами и крышкой, первый изолирующий элемент выполнен с отверстием, через которое проходит крепежный элемент и установлен под головкой последнего,второй изолирующий элемент установлен между корпусом и трансформатором тока, крышка выполнена из изолирующего материала и установлена в отверстии корпуса электрической машины и имеет уплотняющий элемент и внутреннюю полость, в которой находится головка крепежнрго элемента.

2.Машина по П.1, отличающаяся тем, что уплотняющий элемент выполнен в виде 0-образного кольца.

3.Машина по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что крепежный элемент выполнен в виде винта.

4.Машина поп.1, отлича ющ а я с я тем, что корпус машины имеет канавку, перпендикулярную отверстию, в котором расположен удерживающий элемент, выполненный

в виде кольца, устайовленного по периметру крышки.

5.Машина по п.1, отличающая с я тем, что она снабжена магнптным экраном, установленным в нижней части трансформатора тока, экран имеет резьбовое отверстие, в котором установлен самозапирсиощий вкладыш.

6. Машина по пп. 1 к 5, о т л ичающаяся тем, что самозапирающийся вкладыш представляет собой спиральную катушку.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Статья J,K. Taulbee, - Westinghouse Engineer. 1971, 31, № 1, 15-19, фиг.6.

30 г7 77

I/

15

г1 f/

го

19

17

фаеЪ