Электрическая машина с газовым охлаждением Советский патент 1981 года по МПК H02K9/04 H02K3/48 

(54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА С ГАЗОВЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ

-.,

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к конструкций крупных электрических машин, например турбогенераторов с газовым охлаждением.

Известны конструкции- электрических машин с базовым охлаждением, содержащие статор, имеющий сердечник с радиальными, каналами и -обмотку, закрепленную составными по длине клиньями, часть из которых снабжена выступами по всей длине паза, расположёнными в зазоре между статором и ротором 1..

Недостатком этих конструкций является то, что при торможении вращающегося вместе с ротором .потока газа в воздушном за зоре в зонах перед выступающим клином создается избыточное давление, а после него - относительное разряжение. Это отрицательно сказывается на охлаждении активной стали статора, ибо при вытяжной системе вентиляции избыточное давление перед клином препятствует движению газа от спинки к расточке, а при нагнетательной системе - от расточки к спинке.

Известна конструкция электрической машины, содержащая ротор и статор, в ко2

тором обмотка статора крепится пазовыми клиньями, снабженными выступами с радиальными ребрами, расположенными в зазоре между статором и ротором вдоль оси машины 2.

J , Однако в данной конструкции отрицательное влияние зон давления и разряжения в зазоре на охлаждение активной стали статора полностью не устраняется, так как отсутствует разделение потока газа, охлаж. дающего статор, от потока газа, вращаюto щегося в воздушном зазоре, особенно в той зоне, где эффект (разряжения или повышения давления), от торможения потока газа направлен противоположно действию глав- ного вентилятора машаны.

Целью изобретения является повышение

IS эффективности охлаждения за счет использования динамического напора вращаюшегося потока газа в зазоре для усиления вентиляции активных частей статора.

Указанная цель достигается тем, что

jj в конструкции электрической машины.с обмоткой статора, закрепленной в пазах составными по длине клиньями с выступами, выходящими в область воздушного зазора, последние имеют коробчатую, форм у с П-образным в плоскости продольной оси машины сечением и с днищем, имеющем уклон в тангенциальном направлении и обращенным к ротору. При этом упомянутые ребра выступов расположены на удаленных от расточки статора поверхностях днищ. Кроме того, выступы соседних пазов могут быть сопряжены по Торцовым поверхностям с образованием сообщающейся с радиальными каналами сердечника полости между внутренней поверхностью днищ и расточкой статора. На фиг. 1 показана электрическая мащина, поперечный разрез; на фиг. 2 - узел установки в нескольких соседних пазах, выступающих в воздущный зазор клиньев; на фиг. 3 - клин, аксонометрическая проекция. . Электрическая мащина содержит статор 1, имеющий сердечник 2 с радиальными, каналами 3, с пазами 4 на внутренней поверхности, обмотку 5, расположенную в , которая закрепляется в пазах составными по длине клиньями 6, снабженными выступами 7, выходящими в зазор 8 между (Статором и ротором 9. Выступы 7 клиньев выполнены коробчатой формы и имеют П-образное в плоскости продольной оси машины сечение с днищем 10, обращенным к ротору 9 и расположенным по отношению к нему с уклоном. Выступы 7 клиньев соседних пазов сопряжены друг с другом по торцовым поверхностям 11, имеющим одинаковое поперечное сечение для прохода газа, и образуют полость 12 между расточкой статора 13 и внутренней поверхностью днища 14. Эта полость сообщается с радиальными каналами сердечника статора. Радиальные ребра 15 выступов расположены на удален ых,от расточки статора торцовых поверхностях -1.6 дни1д. BjyiCTyribi коробчатрй формы клиньев ./ соседних пазов имеют равные; прямоугольf :Ше полные сечения по торцам для образоВания отсеков, отделяющих газ в воздушном зазоре от потока газа в активной стали статора. Под действием вращения ротора газ в воздушном зазоре интенсивно закручивается. В томСлучае, если на коробчатое сечение выступа. набегает поток газа, образуется зона повышенного давления газа и он интенсивно поступает в радиальные к аналы статора. В этом случае выступающая часть клина играет роль заборников. В том случае, если расширенное коробчатое сечение выступа обтекает поток газа, за ним образуется зона разряжения и газ поступает из радиальных каналов в воздущный зазор. В этом случае выступающая часть клина играет роль дефлекторов. Полость, образованная системой тангенциальных наклонных каналов, выполняемых в выступах клиньев. играет роль эжектора для-по1Х}ка газа, поступающего в радиальном направлении к зубцам статора, и роль заборников для потока газа, поступающего от зубцовой зоны к спинке активной стали статора. Конструкция пазных клиньев с каналами в выступающей части может быть ориентирована различно, в зависимости от принятой системы вентиляции и направления вращения ротора. Установка клиньев производится так, чтобы при вытяжной системе вентиляции газ из активной стали попадал в дефлекторы, а при нагнетательной системе вентиляции в заборники, образованные системой выступающих в зазор клиньев. С целью снижения местных нагревов активных частей генератора указанные выступы располагаются не по всей длине расточки статора, а только в кольцевых зонах наиболее нагретых участков стали статора. Использование данного изобретения в электрических машинах позволяет увеличить расход газа через активные части и снизить их перегревы. Эффективность системы проверена, на вентиляционной модели, а также, на турбогенераторе мощностью 60 МВт. Формула изобретения 1. Электрическая машина с газовым охлаждением, содержащая ротор и статор, имеющий сердечник с радиальными каналами и с пазами ha внутренней поверхности, расположенную в пазах обмотку, закрепляй)щие упомянутук) обмотку составные по Длине пазовые клинья с выступами, имеющими радиальные ребра, расположенными в зазоре между статором и ротором вдоль оси машины, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения путем торможения вращающегося потока газа в зазоре, каждый из упомянутых выступов имеет коробчатую форму с П-образным в плоскости продольной оси машины сечением и с днищем, обращенным к ротору и расположенным по отношению к нему с уклоном. 2.Машина по п. 1, отличающаяся тем, что упомянутые ребра выступов расположены на удаленных от расточки статора торцовых поверхностях днищ. 3.Машина по Пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что выступы соседних пазов сопряжены по торцовым Поверхностям с образованием сообщающейся с радиальными каналами сердечника полости между внутренней поверхностью днищ и расточкой статора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 509947, кл. Н 02 К 9/00, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР № 550723, кл. Н 02 К 9/04, 1970.

фиг.Ъ