Статор электрической машины переменного тока Советский патент 1982 года по МПК H02K3/42 

Изобретение относится к электрическим машинам переменного тока, в частности к мощным турбогенераторам, характериэующи111ися значительными электромагнитными и тепловыми нагрузками узлов и деталей концевой зоны .статора.

Известна конструкция статора электрической машины переменного тока с шихтованным сердечником,нажимными плитами из немагнитной стали и шихтованные з краны на плите, которые уменьшают потери в плите и несколько ослабляют аксиальный магнитный поток в зубцовой зоне крайнего пакета 1 .

Однако в этой конструкции крайний пакет недостаточно защищен от аксиального магнитного поля, а нажимная плита - от радиального потока.

Наиболее близка по технической сущности к изобретению конструкция статора электрической машины переменного тока, например, турбогенератора, содержащая шихтованный сердечник с обмоткой и массивные нажимные плиты из магнитной стали, которые являясь магнитопроводом, ослабляют аксиальный и радиальный магнитный

поток в области зубцов крайнего пакета 2 .

Однако с увеличением единичной мощности турбогенератора для обеспечения механической прочности увеличиваются размеры (толщина, ширина) плит, а, следовательно, и вихревые токи в них, которые обусловливают повышение потери и нагрев в этой области , что влечет за собой применение специальных мер по дополнительному интенсивному охлаждению этих Детсшей и снижению надежности работы турбогенераторов.

Целью изобретения является увеличение нагрузочной способАэсти и надежности машин путем увеличения эффективности экранирований крайних пакетов сердечника статора от проникновения в них магнитных потоков выпучивания и рассеяния лобовых частей обмоток генератора.

Указанная цель достигается тем, что в статоре электрической мгииины переменного тока, содержащем шихтованный сердечник, по торцам кото- рого установлены.магнитные нажимные плиты, пальцы и электропроводные экраны, последние выполнены в виде ряда колец, охватывающих нажимные , плиты в поперечном сечении и расположенных равномерно по диаметру пли между пальцами. Кольца экрана могут охватывать поперечное сечение плиты как по все высоте, так и на определенной ее части, например, на половине, в зависимости от требуемоГ|0 распределения магнитного поля на поверхности плиты. На фиг. 1изображен статор электрической машины, общий вид; на фиг. 2 - часть нажимной плиты с кол цами экрана; на фиг. 3 - пример реализации конструкции колец экрана, охватывающих плиту частично; на фиг. 4 - пример реализации конструкций колец экрана с изоляцией. Статор электрической машины содержит шихтованный сердечник 1, паль цы 2, стержни обмотки 3, нажимную плиту 4, стяжнЫе шпильки 5, экрана 6. Кольца выполняются из элек тропроводно о материала. Кольца 6 охватывают нажимную плиту в поперечном сечении по всей высоте, а кольца 7 на определенной части через отверстие в плите и расположены по диаметру плиты в .зазорах между пальцами. Ширина и толщина таких колец определяется расчетом и требуемым уровнем эффективности. В случае установки кольца, с изоляцией 8, оно плотно охватывает плиту по поперечному сечению, а концы свариваются (припаиваются). Если кольцо не изоли руется от плиты, оно приваривается (припаивается) к ней по всему периметру . В предлагаемой конструкции нажимная плита из магнитного материала с высокой магнитной проницаемостью втягивает радиальный магнитный поток, но в связи с тем, что конструкция плиты, исходя из условий механической прочности должна быть достаточно большой толщины, обеспечи- вающей необходимые прессующие усили листов сердечника статора, она перемагничивается, в результате чего в ней индуктируются ЭДС, которые вызывают высокие вихревые токи и обусловливают соответствующие потери. Для уменьшения этих потерь на нажимную плиту устанавливаются экраны в виде ряда колец, в которых в случа изоляции их от плиты наводится ток о магнитного потока в плите, в случае электрического контакта с плитой по ним дополнительно замыкается часть вихревых токов , возникающих в плите И в том и в другом случае в кольцах проходит ток, после которого противоположно направлено -полю потока рассеяния. В результате их взаимоде ствия суммарный магнитный поток в этой области уменьшается, а соответственно, и потери от него в конструктивных элементах концевой зоны и в крайнем пакете сердечника статора , что приводит к увеличению нагру-; зочной способности и повышению надежности машин. Таким образом, в статоре электрической машины предлагаемой конструкции уменьшится магнитный поток, проникающий в зубцовую зону крайних пакетов сердечника и тем сакым уменьшаются потери и нагрев указанных элементов концевой зоны сердечника статора, которые ограничивают допустимую нагрузку турбогенераторов. Поэтому, выполнение экрана, содержащего магнитную нажимн яо плиту с эл.ектропроводными кольцами,повысит эффективность экранирования зубцовой зоны крайних пакетов сердечника, существенно улучшит эксплуатационные характеристики элементов торцевой зоны сердечника статора, повысит нагрузочные способности и надежность работы машин переменного тока. Технико-экономический эффект от внедрения предложенной конструкции в отечественных генераторах мощностью 500 МВт и выше достигается за счет увеличения нагрузочной способности и повышения надежности электрических машин. Формула изобретения 1.Статор электрической машины п еременного тока, содержащий шихтованный сердечник, по торцам которого установлены магнитные нажимные плиты, Псшьцы и электропроводные экраны, отличающи йс я тем, что, с целью повышения нагрузочной способности и надежности, электропроводные экраны выполнены в виде ряда колец, охватывающих нажимные плиты в поперечном сечении и расположенных равномерно по диаметру плит между пальцами. 2.Статор по п. 1,отличающ и и с я тем, что кольца экрана охватывают нажимную плиту по всей ее высоте. 3.Статор по п. 1,отлича ющ и и с я тем, что кольца экрана охватывают нажимную плиту на части ее высоты и проходят через отверстия, выполненные в плите. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 2795714, кл. 310-256, 1955. 2.Постников И.М. и др. Электромагнитные и тепловые процессы в концевь х частях мощных турбогенераторов. К. Наукова думка , 1977, с. 6.