Ротор электрической машины Советский патент 1981 года по МПК H02K1/32 H02K9/16 

1

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к турбогенераторам с непосредственным охлаждением : обмотки ротора газом.

Известен ротор электрической машины с непосредственным газовым охлаждением обмотки возбутедения,например для турбогенератора, содержащий обмотку возбуждения, снабженную «внутренними радиальными каналами для прохождения газа. Радиальные каналы выполнены сообщающимися с подпазо- выми каналами, и подача газа в каналы обмотки осуществляется из подпазовых каналовГи.

Недостатком этой конструкции является то, что интенсивность охлаждения существенно зависит от полной длины ротора, поэтому такая конструкция находит применение для двухполюсных турбогенераторов малой и средней мощности и для четырехполюс ных турбогенераторов, у которых подпазовые каналы могут быть выполнены

относительно больгаего сечения, чем у двухполюсных ;турбогенераторов.

Наиболее близким к изобретению является ротор электрической машины,, например турбогенератора, содержащий сердечник, размещенную в пазах сердечники обмотку возбуждения с рас-,, положенными в два ряда по ширине паза каналами для прохождения газа, наклрненными к оси ротора в противополож10 ные стороны в одном ряду по отношению к каналам другого ряда и попарно сообщающимися между собой Б зоне нижнег о витка обмотки, пазовые клинья, удерживающие обмотку и имею«5щие входные и выходные отверстия, ориентированные в противоположные направления, сообщающиеся с каналами обмотки, и подпазовую изоляциюf2J. ,

20

;Нёдостаткрм этой конструкции является зависимость температура входящего охлаждающего газа в обмотку ротора от температуры газа в зазоре между ротором и статором , которая выше температуры холодного газа. Причем эта температура возрастает с увеличением использования турбогенераторов и, соответственно, с увеличением мощности. Кроме того, длина охлаждаемого участка в обмотке возбуждения при такой конструкции ротора оказывается примерно в два раза больше, чем в конструкции ротора с подпазовыми ка налами . Цель изобретения - повышение интенсивности охлаждения обмотки возбуждения ротора, Указаная цель достигается тем, что в известном роторе электрической машины сердечник выполнен с подпазовыми каналами, сообщающимися с частью наклонных каналов обмотки через отверстия, выполненные в подпа зовой изоляции, причем количество наклонных каналов п, сообщающихся с подпазовыми каналами, выбирается из соотношения 1о75-ТУ5ц где т1лощадь подпазового канала; 5ц- площадь наклонного канала. Наклонные каналы обмотки, сообщающиеся с подпазовыми каналами, могут быть размещены на концах сердечника ротора или располагаться с чередова нием по длине сердечника ротора с ос тальными наклонными каналами. На фиг. 1 схематично показан продольный разрез предлагаемого ротора на фиг. 2 - вид С на фиг. 1; на фиг поперечный разрез А-А на фиг.1; на фиг. 4 представлен поперечный разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 схематично показан продольный разрез ротора др гого варианта предлагаемой конструк ции ротора; на фиг. 6- поперечньш разрез В-В на фиг. 5. В сердечнике ротора 1 (фиг.1) вы /резерованы пазы,в которые уложена о мотка 2 возбуждения. Под пазами имё (ся подпазовые каналы 3,профрезерова ные с концов сердечника ротораГ Б обмотке возбуждения 2 для прохождения газа выполнены наклонные к налы 4 и 5, расположенные в два ряд по ширине паза и наклоненные к оси ротора в противоположные стороны в одном ряду (сплошная линия) по отно шению к каналам в другом ряду (пунктирная линия). Наклонные каналы 4, имеющие встречные наклоны, попарно сообщаются между собой на дне паза, наклонные каналы 5, имеющие встречные наклоны, сообщаются попарно на дне паза между собой и с подпазовыми каналами. Стрелками показано направление подачи газа в каналы обмотки из воздушного зазора и из подпазовых канаЛов. Расположение отверстий в меди обмотки возбуждения показано на фиг. 2. В пазах над обмоткой имеются клинья 6 (фиг. 3 и 4), под которыми расположена подклиновая изоляция 7. В клиньях и в подклиновой изоляции имеются отверстия, которые сообщаются с соответствующими наклонными каналами. Наклонные каналы 4 сообщаются на дне паза между собой. Клинья, находящиеся в зоне зтих каналов, имеют входные 8 и выходные 9 отверстия, ориентированные по и против направления вращения, ротора. Наклонные каналы 5 сообщаются с подпазовым каналом 3 через отверстие в изоляции 10 на дне паза. Клинья, находящиеся в зоне этих каналов, имеют только выходные отверстия 9, ориентированные против направления вращения ротора. Зоны подачи газа в обмотку из зазора в каналы 4,сообщающиеся в зо- не нижнего витка обмотки, и зоны подачи газа в каналы 5 через подпазовые каналы 3 могут чередоваться между собой по длине ротора (фиг.5). В этом случае подпазовые каналы фре-зеруются на всей длине бочки рото- ра.Ширина и чередование зон, а также количество наклонньк каналов в зо- нах,определяются необходимой интенсив ностью охлаждения обмотки возбуждения. Наклонные каналы, соединенные с подпазовыми каналами, отделены от них подпазовой изоляцией (фиг. б). ; При вращении ротора газ, захватываемый из зазора под действием вентилирующего напора вращающегося ротора входными отверстиями 8, проходит по каналам 4 и выбрасывается обратно в зазор через выходные отверстия 9. Другая часть газа подается с торца сердечника ротора в подпазовые каналы 3 и через отверстия в изоляции 10 поступает в каналы 5, затем 5 через выходтле отверстия 9 выбрасывается в зазор между ротором н ст тором. Наиболее благоприятным с точки зрения нагрева количеством наклонны каналов, соединенных с подпазовым каналом, является такое количество которое дает суммарную площадь наклонных каналов, соединенных с подпа зовым каналом, находящуюся в пределах от равной до в два раза большей площади подпазового канала. Предлагаемая конструкция ротора позволяет увеличить расход газа че рез обмотку ротора и подать через п пазовые, каналы более холодный газ в обмотку ротора и тем самым снизить ее температуру без увеличения коли.аества наклонных каналов в обмотке, Формула изобретения I. Ротор электрической машины, например, турбогенератора, содержащий сердечник, размещенную в пазах сердечника обмотку возбуждения с ра пхзложенными в два ряда по ширине па за каналами для прохождения газа, наклоненными к оси ротора в противоположные стороны в одном ряду по отнощению к каналам другого ряда и попарно сообщающимися между собой в зоне нижнего витка обмотки, пазовые клинья, удерживающие обмотку и имеющие входные и выходные отверсти ориентированные в противоположные направления, сообщающиеся с каналами обмотки, и подпазовую изоляцию, отличающийся тем, что, с целью повышения интенсивности охлаждения обмотки возбуждения,сердечник выполнен с подпазовыми каналами, сообщающимися с частью наклонных каналов обмотки через отверстия, выполненные н подпазовой изоляции, причем количество наклонных каналов п, сообщающихся с подпазовыми каналами, выбирается из соотношения S, п (0,5-1)$н где площадь подпазового канала; площадь наклонного канала, 2.Ротор по п. 1, отличающ ий с я тем, что наклонные каналы обмотки, сообщающиеся с подпазовыми каналами, размещены на концах сердечника ротора. 3.Ротор по п. 1, отличающийся тем, что наклонные каналы обмотки, сообщающиеся с подпазовыми каналами, расположены с чередованием по длине сердечника ротора с остальными наклонными каналами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Домбровский В. В. и др. Основы проектирования электрических машин переменного тока. Л., Энергия, 1974, с. 194, рис. 7-23. 2.Авторское свидетельство СССР № 122529, кл. Н 02 К 9/16, 1961.

t ft , tl tf U II ,11 It tt

V4X -W -XX ,V X V

чх V

.А ЛА УУ

Уч Ж Ж Ж ЛХ . Ж

ж ж

.%А. -Л/Ч. фил. 1

884037

ta еэ с сэ сэ сэ

Фиг. 2

ФагЪ

8|

I I 5| lUtl It

Виде

Фи.6