Статор электрической машины Советский патент 1982 года по МПК H02K1/20 H02K9/20 

(54) СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

1

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к устройству статора электрической машины, например турбогенератора.

Известна конструкция статора электрической машины с газовым охлаждением, в которой каналы охлаждения находятся у дна наза. Для более интенсивного охлаждения вместо газового применяют жидкостное охлаждение, для чего в каналы помещают охлаждающие трубки, по которым циркулирует жидкий хладагент, например вода 1.

Однако такие конструкции сложны в изготовлении, при циклических нагрузках возможны утечки хладагента, а также обладают недостаточной ремонтопригодностью. Кроме того, в таких конструкциях вследствие неравномерности потерь, выделяемых в крайних .пакетах сердечника статора, остается сутдестЕенная неравномерность температурного поля, являющаяся в значительной степени источником дополнительного шума, вибра-

ций, тепломеханических напряжений, которые в конечном итоге приводят к понижению надежности и нагрузочной способности машины в целом.

Известна конструкция электрической машины, в которой, с целью повьпиения надежности путем увеличения интенсивности охлаждения, статор содержит ко нические тепловые трубы, расширяющиеся в зоне вентилятора 2j .

10

Однако такая конструкция малоэффективна в электрических машинах больших мощностей, например турбогенераторах, не обеспечивает эффективного охлаждения крайних пакетов сердечника ста15тора, в особенности зоны максимальных тепловыделений - дна паза крайних пакетов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сушности является уст20ройство для охлаждения статоров вращающихся электрических машин с помощью, тепловьк труб, устанавливаемых непосредственно в паз электрической машины в том числе и на дне паза. Конденсационные части тепловых труб в рассматриваемой конструкции выведены вне корпуса статора и внутреннегх) щитового пространства машины и расположены в прос ранстве с самостоятельным охлаждением з . Однако известное устройство слишком громоздко. В процессе эюсплуат.ашш машшпы, в особенности при циклических нагрузках, ослабевает контакт испарительной части тепловой трубы с элементами конструкции, которые подлежат охлаждению. Тепловое сопротивление к стенке тепловой трубы от пакета существенно увеличивается, вследствие чего эффективнос охлагкдешщ тепловыми трубами соответст венно снижается. Кроме того, в устройстве тепловую трубу можно установить только в необмотанном статоре. Замена же теаловой трубы, например, после исчерпания ее ресурса: работы требует перемотки всей обмотки статора, т.е. рассматриваемая конструкция обладает также недостаточной ремонтопригодностью. Цель изобретения - повьппение надежности и нагрузочной способности машины путем увеличении интенсивности охлаждения крайних пакетов сердечники статора и стабилизации их теплового состояния. Поставленная цель достигается тем, что в статоре электрической машины, например, турбогенераторе, содержащем шихтованный, разделенный на пакеты сердечник с пазами для обмотки, стержни статора, нажимные фланцы, нажимные пальцы, вентиляционные каналы между нажимными фланцами, пальцами и крайни ми пакетами, тепловые трубы, установленные в пазах крайних пакетов, внутрешше и наружные поверхности которых вьшолнены расширяющимися охлаждения, тепловые трубы вьшолнены в форме клина в продольном направлении (параллельно продольной оси электрической машины) с прямоугольным поперечным сечением и приболчены к кронштейнам, установленным на нажимных фланцах с возможностью осевого перемешетш и регулируемого прижатия испарительной части тепловой трубы к дну паза крайни пакетов и стержню статора, к нденсаци- энная часть тепловой трубы имеет ребра OSлаждения и установлена в вентиляционных каналах между нажимным фланцем и крайним пакетом. Для выполнения клиновидного соединения между испарительной частью п-епловой трубы и стержнями статора установлена клиновидная прокладка, образующая вместе с тепловой трубой в зоне крайних пакетов сердечника статора встречное клиновидное контактное соединение. Кроме того, с целью повьпиения ремонтопригодности (ремонт или замена тепловых труб), нажимной фланец по нижней своей кромке вьшолнен с аксиальными каналами, тангенциальный шаг которых равен зубцовому шагу сердечника статора, ширина и глубина каналов не превышает ширину и высоту ребер конденсационной части тепловой трубйы. На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство статора электрическоймашины, общий вид; на фиг. 2 - счение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1. Над дном пазов крайних пакетов сердечника статора установлены тепловые трубы 1, выполненные в форме клина, конденсационные участки 2 которых установлены- в вентиляционных каналах между нажимньпуш фланцами 3, крайними пакетами 4 и пальцами 5. Со стороны стержней 6 статора установлен клин 7 из высокопрочного электроизоляционного материала, который широким торцом упирается, например, в четвертый по счету от краев пакет 8 сердечника статора. При этом клин 7 и тепловая труба 1 образуют встречное клиновидное контактное соединение. Возможность осевого перемещения и регулируемого прижатия испарительной части тепловой трубы к дну паза крайних пакетов и стержню статора обеспечивается наличием узла 9, установленного на нажимном фланце 3, и болта 10, который с помощью, резьбового соединения соединяет тепловую трубу 1 и пакет 8. Для улучшения теплового контакта между испарительной частью тепловой трубы и дном паза крайнего пакета между ними проложена прокладка 11 из стеклоткани, пропитанная теплопроводяшей пастой. Между стержнем 6 обмотки статора и клином 7 проложена прокладка 12, предохраняющая повреждение изоляции стержня. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Тепловьщеления у дна паза крайнего пакета благодаря наличию хорошего теппового контакта отводятся тепловой трубой через посредство хорошо развитой ребристой поверхности конденсационной части в вентил5щионные каналы между нажимным фланцем и крайним пакетом в которых обеспечивается интенсивное охлаждение теплоотдаквдих поверхностей. Вследствие этого происходит понижение величины температуры в зоне повышенных ге пловы делений у дна паза крайних пакетов.

Предложенная конструкция позволяет относительно просто обеспечить надежный тепловой контакт с дном паза крайних пакетов (у которых, как правило, наблюцаются максимальные тепловыделения в мощных Турбо-и гидрогенераторах) и .благодаря этому отвести тепловыделения у дна паза пакета в расположенный в непосредственной близости от крайнего пакета вентиляционный канал между нажимным фланцем, пальцами и крайним пакетом. При этом не требуется применение слэжных дорогостоящих конструкций и увеличения затрат энергии на дополнител ную интенсификацию охлаждения указанной зоны с максимальными тепловыделениями пакета.

Как показьшают проведенные расчеты устройство позволит понизить макснмаль- ную температуру у дна паза крайних пакетов до уровня средней температуры крайних пакетов при работе с номинальной активной нагрузкой с повышенным и в режимах недовоз ждения при COS Ч от 1,0 до 0,95,

Снижение повышенной температуры у дна паза крайнего пакета до уровня средней в маневренных режимах повьоцает надежность турбо.генераторов и увеличивает межремонтный период.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства в год при работе в маневренных режимах, например, для турбогенератора мощноетыо 20О МВт составляет 197,7 тыс. руб.

Формула изобретения

1, Статор электрической машины,

содержащий шихтованный разделевный

на пакеты.сердечник с пазами, в которых расположены стержни, нажимные фланцы и нажимные пальцы, офазукшие с крайними пакетами сердечника вентиляционные каналы, и установленные в нааах крайних пакетов тепловые трубы с кошюнсационным оребренным и испарительными участками, внутренние и наружные поверхности которых выполнены расщирякщимися к торцам сердечника, отличающийся тем, что, с целью пошлшекря надежности и нагрузочной способности путем интенсификации охлаждения и стабилизации теплового состояния Щ)айнкх пакетов сердечника при переменных нагрузках, каждая из тепОовых труб выполнена в виде клина и прикреплена, к установленному на нажимном фланце кронштейну с возможностью осевого и радиального перемещений, обеспечивающих контакт испарительного участка тетшовой трубы с дном паза крайних пакетов и со стержнями, а кон.денсационные участки тепловых труб расположены в упомянутых вентиляционных каналах.

2, Статор, по п. 1, отличающийся тем, что между испарительным участком каждой теплсдаой трубы и стержнями установлена клиновая прокладка, офааующая с тепловой трубой встречное клиновидное контактное

соединение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

fr

5N

MS