Статор электрической машины переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1.СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий выполненный из пакетов шихтованный сердечник, в крайних листах которого выполнены шлицы, о т л и чающийс я тем, что, с целью увеличения нагрузочной способности и повышения надежности работы, оси . шлицов отдельных листов смещены друг относительно друга в тангенциальном направлении. О) СП СО GD СД

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИЮИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(51),Н 02 К 1/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3439047/24-07 (22) 19.05.82 (46) 07.01.84. Бюл. Р 1 (72) Г.Г.Счастливый, A.И.Титко, А.A.Áàáÿê, И.A.Êàäè-Оглы, A.Â.Øàïèро, В.П.Чернявский и И.А.Птакул (71) Институт электродинамики

АН УССР (53) 621 ° 313.32(088.8) (56) 1 ° Титов В.В. и др. Турбогенераторы. Энергия Л., 1967, с.102103, 118-121.

2, Постников И.М. и др. Электромагнитные и тепловые процессы в концевых частях мощных турбогенераторов. Киев, Наукова думка, 1971, с.28, рис.19.

„„SU„„l 5965 А (54) (57) 1. СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

МА)ПИНь) ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий выполненный иэ пакетов шихтованный сердечник, в крайних листах которого выполнены шлицы, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения нагруэочной способности и повышения надежности работы, оси шлицов отдельных листов смещены др:г относительно друга в тангенциальном направлении.

1065965

2.Статорпоп.1,отличаюшийся тем, что смещены одна относительно другой оси шлицов соседних листов сердечника или их групп.

3. Статор по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что листы сердечника выполнены с равным числом шлицов и оси шлицов соседних пакетОв листов сердечника или их групп смещены одна относительно другой.

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

Известен статор электрической ма шины переменного тока, содержащий шихтованный сердечник (магнитопро- 10 вод) с обмоткой (1).

Листы железа концевой части шихтованного сердечника статора конструктивно не отличаются от остальных листов. При увеличении мощности ма- 15 шин концевая часть сердечника имеет недопустимо повышенный нагрев, обусловленный аксиальным магнитным потоком обмоток машин.

Наиболее близким к предлагаемо- 2 му по технической сущности является статор электрической машины переменного тока, содержащий шихтованный сердечник с обмоткой, в крайних листах железа которого вы- 2 полнены шлицы. Такое конструктивное исполнение крайних листов уменьшает наводимые вихревые токи и потери и существенно снижает их нагрев 2 ).

Однако в связи с тем, что оси шлицов в каждом листе железа сер30 дечника .совпадают, магнитный поток обмоток в зоне шлицов не только отражается вследствие наведения вихревых токов, но и увеличивается.

Поэтому температура листов железа, которые выполнены без шлицев и которые расположены непосредственно за листами железа со шлицами, возрастает и чем выше мощность машины, тем больше степень этого воз- 40 растания, так как увеличиваются при этом вихревые токи в листах. В результате уменьшается нагрузочная способность и снижается надежность работы электрической машины.

4. Статор по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что пакеты листов сердечника имеют различное число шлицов и оси шлицов соседних пакетов или их групп смещены одна относительно другой..

5. Статор по пп.1 и 4, о т л и ч а ю щ и, и с я тем, что число шлицов последующих пакетов листов сердечника или их групп, начиная с крайних, уменьшается, а оси шлицов соседних пакетов или их групп смещены одна относительно другой.

Цель изобретения — увеличение нагрузочной способности и повышение надежности работы электрических машин путем снижения нагрева крайних листов сердечника статора.

Пбставленная цель достигается тем, что в статоре электрической машины переменного тока, содержащем выполненный из пакетов шихтованный сердечник, в крайних листах которого выполнены шлицы оси шлицов отдельных листов смещены одна относительно другой в тангенциальном направлении.

Оси шпицов соседних листов сердечника или их групп также могут быть смещены одна относительно другой.

Листы сердечника могут быть выполнены с равным числом шлицов, и оси шлицов соседних пакетов листов сердечника или их групп смещены одна относительно другой.

Пакеты листов сердечника могут иметь различное число шлицов, и оси шлицов соседних пакетов или их групп могут быть смещены одна относительно другой.

В сверхмощных электрических машинах количество шлицов на один зубец крайних листов может быть предусмотрено два и больше, и тогда шлицы прорезаются таким образом, что их число в каждом последующем пакете, начиная с крайнего, уменьшается, а оси шлицов соседних пакетов или их групп смещены одна относительно другой.

Укаэанная конструкция статора электрической машины переменного тока более надежна, а ее нагрузочная способность увеличивается по сравнению с конструкцией, выбранной за прототип, вследствие уменьшения нагрева листов железа, рас1065965

50 положенных непосредственно за крайними листами сердечника статора, выполненными со шлицами, так как шлицы со смещенными осями устраняют эффект локального усиления магнитного потока в зоне шлицов по 5 всей глубине их выполнения и обеспечивают равномерное отражение магнитного потока по ширине зубца листа железа °

На фиг.1 изображена торцовая часть статора электрической машины переменного тока; на фиг.2 -5 .варианты выполнения шлицов в крайних листах железа сердечника со смещенными одна относительно другой осями.

Статор электрической машины содержит шихтованный сердечник 1 с обмоткой 2 (фиг.1), в крайних листах 3 железа которого выполнены шлицы 4. Остальные листы 5 выполнены без шлицов. Шлицы 4 выполнены таким образом, что оси двух соседних листов или их групп смещены одна относительно другой в тангенциаяьном направлении (фиг.2). Шлицы заполняют изолирующим материалом. Для заполнения может быть применена эпоксидная смола. Тогда целесообразно шлицы листов смещать для двух со.седних пакетов либо для двух сосед- З0 них групп пакетов (фиг.3). Все листы каждого в отдельности пакета либо группы пакетов имеют шлицы, оси которых совпадают.

В сверхмоШных электрических ма- 35 шинах при больших электромагнитных нагрузках на концевые зоны количество шлицов на один зубец крайних листов может быть предусмотрено больше одного. Тогда сердечник ста- 40 тора выполняют таким образом, что пакеты либо группы пакетов с неодинаковым числом шлицов чередуются и тем самым в каждых двух соседних пакетах либо их группах оси шлицов будут смещены (фиг.4), либо число шлицов каждого последующего пакета либо группы пакетов, начиная с крайних, уменьшается (фиг.5).

При работе электрической машины переменного тока аксиальный магнитный поток рассеяния обмотки 2 . и магнитный поток, вытесненный иэ воздушного зазора, индуктирует вихревые токи в крайних листах железа сердечника 1, и поэтому листы паке- 55 тов 3 и 5 греются. Наличие шлицов 4 в части крайних листов обеспечивает уменьшение их нагрева (конструкция, выбранная за прототип). Однако взаимодействие аксиального магнит- 60 ного потока обмоток и магнитного потока наведенных вихревых токов листов железа обусловливает отражение потока в области листа, не занятой шлицами, и их суммирование в зоне шлицов по всей их глубине в пакетах. Поэтому в листы 5, в которых отсутствуют шлицы и которые непосредственно расположены после листов 3 со шлицами, проникает магнитный поток, который усиливается потоком вихревых токов и тем самым становится большим, чем в случае отсутствия шлицов в крайних листах 3. В предлагаемой конструкции оси шлицов в листах смещены, поэтому магнитный поток, усиленный потоком токов каждого предыдущего листа либо пакета, отражается потоком токов последующего листа либо пакета. Вследствие этого, поток, проникаюший в пакеты 5 беэ шлицов, значительно уменьшается. Уменьшается нагрев этих пакетов и устраняется в мошных электромашинах резкое возрастание их нагрева.

Технико-экономическая эффективность от внедрения предлагаемой конструкции статора в генераторах переменного тока мощностью 500 МВт и выше достигается за счет увеличения нагрузочной способности (расширение диапазона и повышения мошности) и повышения надежности работы машин, так как применение смещенных шлицов по глубине пакетов уменьшает нагрев крайних листов сердечника.

Нагрев крайних листов ограничивает допустимую нагрузку генераторов в режимах недовозбуждения и асинхронного хода. Снижение нагрева крайних листов сердечника позволит расширить диапазон нагрузки и повысить надежность работы.

Применение предлагаемой конструкции статора обеспечивает увеличение сечения железа статора и тем самым потокосцепления обмотки статора, мощности машины и ее КЧД. Так как увеличение температуры в крайних листах сердечника вследствие проникновения аксиального торцового потока наблюдается на определенной глубине (10 см в ТГ мощностью 500 МВт), то выполнение шлицов на эту глубину за счет магнитного шунтирования обеспечивает снятие нагрева пакетов вследствие проникновения аксиального потока. Однако устройство шлицов уменьшает сечение железа сердечника статора, потокосцелление с об" моткой статора, а тем самым мощность машин при неизменных нагревах.

Уменьшение глубины в аксиальном направлении шлицов в крайних листах сердечника вследствие применения изобретения увеличит КПД и мощность электрический машин, 1065965

10659б5

Составитель Ф.Подольская

Редактор A.Ëåæíèíà Текред И. Иетелева i îððåêòoð A. Ференц

Закаэ 11054/55 Тираж 672 Подписное

ВНИИПИ Государственного ко- -:,òåòà СССР по делам иэобретений и о.-крытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская н86 д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4