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

Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к мощныН турбогенераторам, характеризующимся значительными электролагнитиыми и тепловыми нагрузками узлов и деталей концевой зоны статора.

Известна конструкция статора злейэлектрической машины переменного тока, например турбогенератора, содержащая шихтованный сердечник с об моткой в пазах, нажимную плиту и установленный на ней или под ней электропроводный экран, зубцовые части которого электрически соединены между собой токопроводяадим , расположенным над прямолинейньм участком вылета лобовой части статора со стороны расточки статора tl .

Такой экран уменьшает поток рассеяния, проникающий в торец сердечника статора. Однако в результате обтекания магнитным полем нижней части экрана (область токопроводящего кольца) на коронках зубцов возникает местное повьинеиие уровней нормальной составляющей магнитного поля рассеяния лобовых частей обмотож турбогенератора, что приводит к местным повышениям потерь в зубцах статора

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является статор электрической машины переменного тока с шихтованннм сердечником, обмоткой в пазах, нажимной плитой и экраном, выполненным в виде cиcтe вl петель, имекядих форму лобовых частей обмотки статора и размещенных между лобовыми частями обмотки статора с

10 одним общим короткозглвакающим кольцом в области прямолинейного участка выпета лобовых частей обмотки статора С 2 5.

Недостатком, этой конструкции явля15ется, то, что выбранное положение короткозамыкающего кольца не обеспечивает достаточного экранирования коронки зубЦа сердечника статора, кроме того в короткозамыкающем кольце

20 текут значительные токи, что требует применения-эффективных средств его охлаждения. Таким образом, такой экран, решая задачу уменьшения магнитного поля во всей концевой зоне

25 турбогенератора при значительных величинах токов в самом экране, не обеспечивает такой же защиты области короны зубцов сердечника статора.

Цель изобретения - увеличение на30грузочной способности и надежностн

турбогенератора путем экранирования торцовых частей крайних пакетов сердечника статора от магнитньох потоков выпучивания из воздушного зазора машины и рассеяния лобовых частей обмоток.

Поставленная цель достигается тем что в статоре электрической .машины переменного тока, содержащем шихтованные пакеты сердечника, ся5мотку, пальцы, нажимную плиту, электропроводный экран, включающий систему стержней и короткозамыкающее кольцо, экран снабжен вторым короткозамыкающим кольцом, стержни экрана расположены над лобовыми частями обмотки статора, а первое короткозамыкающее кольцо размещено в рабочем зазоре электрической машины.

Причем короткозамыкающее кольцо, размещенное в рабочем зазоре, установлено от торца сердечника на расстоянии, равном половине толщины крайнего пакета.

При этом второе короткозамыкающее кольцо, расположенное в зоне лобовых частей обмотки статора, установлено на половине длины вылета лобовых частей обмотки статора.

Кроме того, стержни экрана имеют форму верхнего стержня обмотки статора и расположены с шагом, равным зубцовому делению.

На чертеже изображен статор электрической машины, общий вид.

Статор содержит шихтованный сердечник 1, стержни 2 обмотки нажимные пальцы 3, нажимную плиту 4, стяжные шпильки 5, экран, состоящий из системы стержней б и короткозамыкающих колец 7 и 8. Экран расположен над верхними стержнями обмотки статора, шаг стержней по окружности равен, например, зубцовому делению статора. Места соединений стержней с кольцами имеют хороший электрический контакт например, сварены). Поперечное сечение стержней и колец экрана выбирается из условия допустимого превышения температуры внешней поверхности экрана над температурой охлсшдакнцего газа0,

®с6-.

где а - удельный тепловой поток

охлаждаемой поверхности f а - коэффициент теплорассеяния

охлаждаемой поверхности. Кольцо экрана 7 расположено на границе магнитного потока, падающего на торец сердечника статора. Кольцо 8 экрана расположено непосредственно в воздушном зазоре турбогенератора.

При работе турбогенератора магнитный поток выпучивания из зазора и магнитный поток рассеяния лобовых частей обмоток наводит в экране вихревые токи, магнитное поле которых уменьшает поток, падающий на торец сердечника статора. Взаимодействие этих магнитных потоков образует эффект обтекания магнитным полем пространства, занятого экраном в результате чего по краям экрана магнитный поток усиливается. Усиление потока в об.ласти короткозамыкаюиего кольца 8 для предлагаемой конструкции не увеличи0вает поля на торце сердечника статора в области короны зубцов, так как область усиления поля находится в воздушном зазоре, а область усиления поля вблизи короткозамыкающего кольца 7 находится вдали от конструктивных деталей концевой зоны. Таким образом устранено вредное воздействие магнитного потока, обтекающего экран, на коронки зубцов сердечника статора.

В предлагаемой конструкции сердечника статора магнитный поток, сцепленный с контуром экрана, меньше, чем известна, что уменьшает величину

5 вихревых потоков в экране, однако при этом защищается зубцовая зона сердечника;статора, т.е. зона, ограничивающая нагрузочную способность турбогенераторов,

0 Технико-экономический эффект от внедрения предлагаемой конструкции в мощных турбогенераторах достигается за счет улучшения эксплуатационных характеристик, увеличения нагрузочной способности и повышения надежности-.

Формула изобретения

40

1. Статор электрической машины переменного тока, содержащий шихтованные пакеты сердечника, обмотку, пальцы, нажимную плиту, электропроводный экран, включающий систему

45 стержней и короткозамыкающее кольцо, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и нагрузочной способности, экран снабжен вторим короткозамыканвдим кольцом,

50 стержни экрана, расположены над лобовыми частями обмотки статора, а первое короткозамыканицее кольцо размещено в рабочем зазоре электрической машины.

55 2. Статор по п. 1, отличающийся тем, что размещенное в рабочем зазоре короткозамыкающее кольцо установлено от торца сердечника на расстоянии, равном половине

60 толщины крайнего пакета.

3. Статор по пп. 1и2, отли.чающийся тем, что второе короткозамыкаюиее кольцо установлено на половине длины вылета лобовых час65 тей обмотки статора.

4. Статор по пп. 1-3, отличающийся тем, что стержни экрана нмеют форму верхнего стержня обмотки статора и расположены с шагом, равньм зубцовому делению .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 251067, кл, И 02 К 1/16, 1967.

2.Авторское свидетельство СССР 366531, кл. Н 02 К 3/42, 1970.

zrJ

S