Статор электрической машины Советский патент 1982 года по МПК H02K1/16 

(54) СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к устройству статоров мощных турбогенераторов. Известей статор электрической машины, шихтованный магнитопровод которого состоит из уложенных с перекрытием стыков выштамповок сегт.гентов электро технической стали, закрепленных проаоль ными стяжными элементами, причем линии сопряжения соседних сегментов в слое направлены по радиусу Ш Недостатком этой конструкции статора является повышенный нагрев сегментов сердечника статора в зоне крайних пакетов, обусловленный вытеснением к краям контура сегмента вихревых .токов, вызванных обшим пoтoкocцeплeнииv ,с аксиальтагм магнитным полем. Для расширения -нагрузочной способности статора турбогенератора большой MotoHocTfe целесообразно уменьшение площади контура сегмента, например путем уменьшения шага сегментирования. Наиболее близким к предлагаемому является статор электрической машины, например турбогенератора, содержащий o&vtoTKy и шихтованный магнитопровод, ; набранный из сегментов электротехничеокой стали, уложённйх с перекрытием стыков в соседних слоях и закрепленных продольными стяжными элементами 2 . В указанной конструкции в крайних пакетах магнитопровода-статора размещены сегменты, меньшие по плошади, чем в основных пакетах, удаленных от торцов. Уменьшение площади сегментов достигнуто за счет местного увеличения размеров паза. Это гриводит к некоторо-му уменьшению площади контуров вихревых токов в зубцах, а следовательно, и добавочных потерь от аксиального мапнитного поля рассеяния. Однако снижение нагревов в крайних пакетах в известной конструкции незначительно, .так как участок максимального нагрева в концевой части , магнитопро1зода, расположен в ярме под дном паза. Кроме того, увелиценные зазоры между обмоткой и акти&ной степью в кониевых частях приводят к повышенной вибрации и пробою изоляции обмотки статора. Целью изобретения является повышени надежности. Указанная цель достигается тем, что в статоре электрической машины, например турбогенератора, содержащем обмотку и шихтованный магнитопровод, набранный из сегментов электротехнической стали, уложенных с перекрытием стыков в сосеантос слоях и закрепленных продоль ными стяжньтми элементами, по крайней мере на части шшны магнитопровода уложены сегме(ггы, линии сопряжения которы друг с другом направлены под углом к радиусу. Сегменты в соседних слоях могут быть развернуты на 18О® и установлены с перекрытием стыков более чем двух сегментов. Боковые стороны сегментов вдоль линии сопряжения с соседними сегментами в слое выполнены с выемками, образующими при шихтовке аксиальные каналы. Вариантом конструкции является статор, в магнитопроводе которого соседние (Сегменты в слое попарно соединены пере МЫЧ1ШМИ, расположенными в зове ярма. На фиг. 1 приведен статор турбогенер тора, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. i на фиг. 3 - cei мент из электротехнической стали; на фиг. 4 - вариант конструктивного испод нения сегментов из электротехнической стали, где сегменты соединены в зоне ярма перемычками, выполненными зацело с сегментами. Статор содержит магнитопровод 1, за крепленный продольными стяжными элем тами 2 и зафиксированный в аксиальном направлении нажим№1ми кольцами. 3. В расточке статора размешена обмотка 4, закрепления в пазков части изоляционны цилиндром 5. Лобовые части обмотки за жаты между изоляционными элементами 6 и 7. На нажимном кольце 3 размеше кольцевой шихтованный магнитный шунт В торцовой части магнитопровода в край них пакетах со ступевчатым скосом мв шггопровода 1 и магнитном шунте 8 уст новлены сегменты 9 с уме{ ьшенной плсядадью. При других конструктивньгх, исполнениях сегменты 9 могут быть улоясены только в крайшк пакетах нлн . тголько в магнтдтном шунте в зависимоо ти от того, в каком из у1сазавных узлов требуется снизить концентрацию добавочных потерь от аксиального магнитного поля рассеяния лобовых частей. Линии сопряжения 10 и следовательно, боковые стороны сегментов, направленные вдоль этих линий, образуют угол d, с радиусом, проведенным через геометрическую ось магнитопровода. В соседних слоях могут быть установлены одинаковые сегменты, причем сегменты повернуты так, что ЛИНИЙ сопряжения 10 сегментов 9 в одном слое направлены под углом ;к линиям сопряжения сегментов в другом слое. Меяеду пересекающимися лишшми сопряжения закшочены участки сегментов, создающие перекрой между слоями. При уменьшении площади сегментов (шага сегментировки) улу1шение механических характеристик магнитопровода достигается тем, что сегменты 9 устанавливаются с перекрытием более чем двух сегментов соседнего слоя, в частности в приведенном примере конструктивного исполнения статора каждый сегмент перекрывает 5 сег ментов соседнего слоя. Для улучшения электромагнитных и тепловых характеристик сердечника боковые стороны сегментов (вдоль линии сопряжения с соседними сегментами в слое) в зоне перекрытия стыков выполнены с выемками 11, образующими при сборке магнитопровода аксиальные каналы. В представленной в качестве примера конструкции статора указанные аксиал зые каналы выполняют фушшии вентиляционных каналов. В других конструктивных вариантах они Могут 1змёть 1ДРУГое назначение, например для установки продольных стяжных элементов. Повышение технологичности предложенной конструкции достигается путем соеди -; недаш рядсм лежащих в слое сегментов по группам в зоне ярма перемычками 12, выполненными зацело с сегментами. При этом практически исключено перетекание вихревых токов в зоне перемычки между отдельными сегментами, а указанные перемычки позволяют производить укладку сегментов группами и способствуют повышению .жесткости магнитопровода. Технико-экономический эффект от внеорения данного изобретения состоит в том, что при дальнейшем повышении единичной мощности турбогенераторов, в частности при создании криотурбогенераторов, применение предложенной конструкции позволяет yлyчI JИть энергетические показатели (расширить .диапазон допустимых нагру 590 зок, повысить КПД) и повысить нааежность электрической машины в эксплуатации. Формула изобретения V 1. Статор электрической машины, на« пример турбогенератора, содержащий обмотку И шихтованный магнитопровод, набранвый из сегментов электротехническо стали, уложенных с перекрытием стыков в соседшк слоях и закрепленных продоль ными стяжными элементами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, по крайней мере-ва части.длины магнитопровода уложены с егменты, линии сопряжения которых друг с другом направлены под углом к радиусу. 2. Статор по п. 1, отличающий с я тем, что сегменты в соседmot слоях развернуты на угол 180 . 4 3.Статор по пп. 1 и 2, о т л и ч йю щ и и с я тем, что сепленты в сосеонтос слоях установлены с перекрытием стыков более чем-двух сегментов. 4.Статор по шт. 1 - 3, -о т л В ч аю щ и и с я тем, что боковые стороны сегментов вдоль линии сопряжения с сосрпними сегментами в слое выполнены с вь1емками, образующими при шихтовке аксиальные канальь зГ Статор по пп 1 - 4, о т л и Ч аю щ и и с я тем, что соседние сеплевты в слое попарно соединены перемычками, расположенными в зоне . Источники ит формааии принятые во внимание при экспертизе 1.Комар Е.Г. Вопросы проектирования турбогенераторов.. М.-Л., Госэнерговзйат, 1955, с. 1О2-168. 2.Авторское свидетельство СССР № 1566О2, кл. Н 02 К 1/16, 1961

fj

ю

ФигЛ