Статор электрической машины переменного тока Советский патент 1982 года по МПК H02K1/12 H02K3/42 

I

Изобретение относится к электрическим машинам переменного тока, в частности, к мощным турбогенераторам, характеризующимся значительными электромагнитными и тепловыми нагрузками торцовых элементов статора.

Известна конструкция статора электрической машины переменного тока, например турбогенератора, содержащая шихтованный магнитопровод, с установленными в концевых зонах массивными нажимными .плитами, иаготовляемыми из стальных немагнитных поковок с высокими механическими и слабыми экранирующими свойствами .

Однако ввиду значительных электромагнитных полей рассеяния в концевых зонах машин больше единичных мощностей торцовые элементы сердечника статора испытывают такие электромагнитные и тепловые нагрузки, которые снижают надежность работы машин.

Наиболее близка по технической сущности к изобретению конструкция статора электрической машины пере менного тока, содержащая шихтованный магнитопровод,, обмотку, массивную нажимную плиту и электропроводный экран, расположенный на внутренней кромке плиты и ее боковой поверхности,обращенной к лобовой части обмотки . Экран надежно защищает нажимную плиту и ярмо статора от переменных магнитных потоков рассеяния 2.

Однако известная конструкция имеет принципиальный недостаток. Тангенциальные выхревые токи, которые перетекают с боковой поверхности экрана, концентрируются на внутренней кромке и достигают в мощных турбогенераторах весьма больших значений (20 и более ) , оказываются близко расположенными к зубцовой зоне крайних пакетов статора. Указанные токи являются мощными- вторичными источниками поля, которое неблагоприятно влияет на крайние пакеты, выз(вая в них дополнительные потери и нагрев, и тем самым ограничивая допустимую нагрузку турбогенераторо и снижая надежность их работы. Цель изобретения - повышение нагрузочной способности (расширение диапазона нагрузок, повышение мощности) и повь1шение надежности машин вследствие увеличения эффективности экранирования от магнитных потоков рассеяния и уменьшения нагрева зубцовой зоны крайних пакетов статора. Поставленная цель достигается тем, что в конструкции статора с шихтованным магнитопроводом, обмоткой, нажимной плитой и электропроводным экраном, расположенным на внутренней кромке плиты и ее боковой поверхности, обращенной к лобовой части обмотки, экран снабжен дополнительным участком в виде диска, покрывающего боковую поверхность плиты, обращенную к магнитопроводу. Тогда вихревые токи с боковой пове хности экрана, обращенной к лобовой части обмотки, будут перетекать не только на внутреннюю кромку, но и на часть экрана, которая расположена между плитой и магнитопроводом, что способствует более равномерному рас пределению тангенциальный токов в э ране, рассредоточению из них массива внутренней кромки°в массив части экрана, расположенной между плитой и магнитопроводом, и удаление этих стоков от зоны дна паза крайних пакет статора. В связи с тем, что нагрев крайних пакетов на половине магнитопровода статора уже незначителен -и не ограничивает диапазон нагрузок, то радиальный размер части экрана, расположенной между плитой и магнитопроводом, не превышает поло вины радиального размера магнитопро вода. Выполнение в части экрана, распо ложенной между плитой и магнитопров дом, радиальных пазов переменной гл бины, монотонно уменьшакнцейся от внутренней кромки экрана до боковой поверхности, также способствует уда лению тангенциальных токов от зубцо вой зоны. Рассредоточение тангенциальных вихревых токов, удаление их контуров от зоны дна паза крайних пакетов статора повысит надежность работы машин и увеличит их нагрузочную способность вследствие уменьшения нагрева зубцовой зоны крайних пакетов. На фиг. 1 изображена часть статора электрической машины переменного тока (продольный раз(эез);на фиг. 2пример конкретного выполнения электропроводного экрана. Статор электрической машины содержит шихтованный магнитопровод 1, обмотку 2, нажимную плиту 3, электропроводный экран Ц (фиг. 1).Экран 4 состоит из трех элементов. Первый элемент 5 экрана k покрывает боковую поверхность нажимной плиты 3, обращенной к лобовой части обмотки 2, второй элемент 6 покрывает внутренную кромку плиты 3 третий элемент в виде диска 7, расположенный между плитой 3 и магнитопроводом 1. В элементе 7 экрана Л выполнены радиальные пазы 8, монотонно уменьшающиеся от внутренней кромки 9 экрана k до боковой поверхности элемента 7. При работе электрической машины переменного тока магнитный поток рассеяния обмотки 2 индуктирует вихревые токи в экране . Так как площадь поверхности элемента 5 экрана 4 значительна, то значительный и магнитный поток, пронизывающий эту поверхность. В результате по массиву элемента 5 экрана 4 будут протекать вихревые токи, достигающие больших значений . Эти токи,перетекают-на массив элемента 6 экрана 4 и при отсутствии диска 7 концентрируются у края элемента 6, близко расположенного к зубцовой зоне. При наличии диска 7 экрана 4 вихревые токи будут протекать на проводящий массив этого элемента и таким образом концентрированные у края элемента 6 тангенциальные токи рассредоточатся и удалятся от зубцо вой зоны. Кроме того, пазы 8 переменной глубины сместят центр тяжести тангенциальных токов в направлении уменьшения глубины пазов 8 в диске 7 экрана k. Вследствие удаления тангенциальных токов от зубцоуменьшится магнитный поВОЙ зоны ток, входящий в нее, потери и нагрев в области дна паза крайних пакетов статора. Технико-экономический эффект от внедрения предлагаемой конструкции в генераторах переменного тока мощ