Электрическая машина Советский патент 1983 года по МПК H02K9/04 H02K9/18 

Изобретение относится к электрома шиностроению, в частности к крупным электрическим машинам, гидрогенераторам с воздушной системой вентиляции. Известна электрическая машина, со держащая верхнюю и нижнюю крестовины статор и ротор с вентиляционными каналами, воздухоохладители, воздухоразделяющие щиты в зоне лобовых частей и торцов машины. В описанной маш.ине корпус снабжен центральным отверстием и боковьлми отверстиями в зо нах торцовых элементов, ас целью повышения эффективности охлаждения торцовых элементов машина снабжена радиальными перегородками, образующи ми с торцовыми элементами статора ка налы, сообщающиеся с. боковыми отверстиями корпуса. Воздухоохладители установлены по наружному диаметру корпуса статора на полых переходных патрубках. На участке расположения каждого из охладителей в месте его крепления к патрубку в обшивке корпуса статора предусмотрены окна, выполненные в размерах, близких к размерам патрубка и охладителя. Эти окна выполняются с целью обеспечения выпуска воздуха через переходной пат рубок на охладитель, а также возможности наблюдения за состоянием спинки сердечника статора и деталей крепления сердечника во время эксплуатации машины 1. Для обеспечения наблюдения и возможности доступа к спинке и деталям крепления сердечника статора в вер- тикальной стенке патрубка необходимо иметь входную дверь. Чтобы пройти в патрубок и обеспечить нормальный доступ к объекту осмотра дверь должна быть достаточно широкой, но из-за малых габаритов переходного патрубка это не представляется воз- . можным выполнить. Увеличение же радиальных -размеров патрубка приводит соответственно к- увеличению диаметра фундаментного стакана генератора, а также к увеличению расстояния между осями гидроагрегатов, что связано с дополнительными расходами металлов, строительных материалов и повышенными трудозатратами. Съем воздухоохладителей с машины, находящейся в эксплуатации, для осмотра или проведения каких-либо работ по замене вышедших из строяэлементов крепления сердечника статора потребует операций по отсоединению охладителя, от патрубка и водяного коллектора, а также разборки части перекрытия верх ней крестовины для. возможности переноса воздухоохладителя в сторону от корпуса статора, а при необходимости И выема его в машзал с помощью крана Имеющегося на ГЭС-. Приведение указан ных операций связано с применением малопроизводительного ручного труда и создает дополнительную загрузку уникального подъемного оборудования ГЭС, Кроме этого, в описанной машине возникают потери потока охлажденного воздуха, связанные с наличием на пути прохождения этого потока сопротив лений, представляющих собой элементы конструкции и фундамента, так, напри мер, для нижнего охлаждакядего потока - тумбы, решетки и другие эле менты фундамента, а для верхнего охлаждающего потока - лапы верхней кре товины, что, в свою очередь, приводит к неравномерному распределению воздушного потока, нагреву и преждевременному выходу из строя активных частей, . Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является электрическая машина, преимущественно гидрогенератор, содержащая верхнюю и нижнюю крестовины, статор в корпусе с фланцами и ротор с вентиляционными каналами, воздухоохладители, установленные в зоне верхнего и нижнего фланцев корпуса, и воздухоразделяющие щи ты в зоне лобовых частей и торцов машины,2. . . Указанная конструкция также не обеспечивает улучшения охлаждения и уменьшения массогабаритнЕдх показателей. Целью изобретения является улучшение охлаждения активных и уменьше,ние массогабаритных показателей. Поставленная цель достигается тем что в электрической машине, содержащей верхнюю и нижнюю крестовины, ста тор в корпусе с фланцами и ротор с вентиляционными каналами, воздухоохл дители, установленные в зоне верхнег и нижнего фланцев корпуса,и воздухоразделякяцие щиты в зоне лобовых частей и торцов машины,одни иэ воздухоо ладителей установлены между лапами верхней крестовины и закреплены на верхнем фланце корпуса статора,на вы ходе воздуха из верхнего вентиляцион ного канала,а другие,расположенные в зоне нижнего .фланца корпуса статора на выходе воздуха из нижнего вентиля ционного канала. Установка охладителей в зоне верх него и нижнего охлаждающих потоков воздуха и отсутствие препятствий на пути потока охлаждающего воздуха улучшает охлаждение активных частей машины, новое расположение охладителей исключает переходные патрубки между корпусом статора и охладителем, что позволит сэкономить значительное количество листовой стали, исключение патрубков и новая установка охладителей позволяют сократить диаметр фундаментного стакана и расстояние между осями гидроагрегатов на многоагрегатной ГЭС, что позволит сэкономить строительные материалы и трудозатраты. Известные гидрогенераторы с воздушными системами охлаждения имеют охладители, вынесенные за корпус статора, с переходными патрубками. Сравнение предлагаемого гидрогенератора с базовым объектом показывает его существенные преимущества. На фиг. 1 изображена предлагаемая электрическая машина,продольных разрез; на фиг. 2 - часть машины, вид сверху с располоисением охладителей верхнего и нижнего яруса (перекрытие снято). Электрическая машина содержит сердечник статора 1 с корпусом 2 и ротор 3 с ободом 4. Обод 4 снабжен вентиляционными каналами 5,а статор 1 вентиляционными каналами б для про- , хождения охлаждающего воздуха. Воздухоохладители 7 и 8 расположены двумя ярусами. Воздухоохладители 7 верхнего яруса расположены между лапами 9 верхней крестовины 10 и закреплены на верхнем фланце 11 корпуса 2. Этот ярус охладителей предназначен для охлахщения верхнего потока 12 воздуха. Для охлаждения нижнего потока 13 вблизи нижнего фланца 14 корпуса 2 на выходе из вентиляционного оканала 15 расположены охладители 8. Для наиболее правильной организации движения охлаждающего воздуха в зоне верхнего потока 12 установлены щиты 16, а для нижнего потока 13 щиты 17. Для прохода потоков 18.и 19 в остове ротора выполнены окна 20 и 21, Каждый из ярусов охладителей может быть подключен параллельно водяной магистрали ГЭС или иметь автономное водообеспечение. Система вентиляции |заботает следукадим образом. При работе гидрогенератора ротор 3, служащий в качестве напорного элемента, затягивает потоки .18 и 19 охлажданицего воздуха, поступающие от охладителей 7 -и 8, которые через окна 2.0 и 21 в остове ротора 3 направляются в вентиляционные каналы 5 обода 4 ротора 3 и вентиляционные каналы 6 сердечника статора 1, охлаждая активные части машины. Нагретый воздух проходит через корпус 2 статора и, разделяясь на два потока 12 и 13, поступает на охладители 7 и 8 нижнегои верхнего яруса. В процессе раооты машины цикл прО хождения и охлаждения потбков повторяется, обеспечивая требуемый тепловой режим машины.Отсутствие препятст вий на пути верхнего и нижнего потоков и установка охладителей непосред ственно в зоне прохождения верхнего и нижнего охлаждающих потоков воздух позволяет выравнить тепловое состояние верхних и нижних торцовых частей обмотки,сердечника и к.орпуса статора Предложенная установка охладителей исключает изготовление и установ ку переходных патрубков, что позволяет сэкономить около 6000 кг листовой конструкционной стали только на одном гидрогенераторе. .За счет рационального размещения охладителей возможно уменьшить диаметр фундаментного стакана на 8001000 мм что, в свою очередь, позволяет сократить расстояние между гидроагрегатами до 1 м, что снизит расходы на строительно-Монтажные материалы на теле плотины в сотни тонн, а также значительно снизить трудозат раты. Это предложение дас.т наибольший экономический эффект на многоагрегат ной ГЭС. Ю Формула изобретения Электрическая машина, преибмущест. венно гидрогенератор, содержащая верх нюю и нижнюю.крестовины, статар в корпусе с фланцами и ротор с вентиляционными каналами, воздухоохладители, установленные в зоне верхнего и нижнего фланцев , и воэдухораэделяющие щиты в зоне лобовых частей и торЦов машины, о т л -и ч а ю ц а я с я тем, что, с целью улучшения охлаждения и уменьшения 4accoгaбa(иvных показателей, одни из воздухоозсладителей установлены между лапами вврх ней крестовины и закреплены на верхнем фланце корпуса ста,торд г на-выходе воздуха из верхнего вентиляциоин.ого канала, а другие, расположенные в зоне нижнего фланца корпуса статора - на выходе воздуха из Нижнего вентиляционного канала. Источники информации, принятые во вниман-ие при экспертизе 1.Авторское свидетельстг-) СССР № 603058, кл. Н 02 К 9/04, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР 657526, кл. Н 02 К 9/18, 1977. 7 I / /

II

в

ug.Z