Устройство для крепления лобовой части обмотки ротора

Устройство для крепления лобовой части обмотки ротора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ЛОБОВОЙ ЧАСТИ ОБМОТКИ РОТОРА, содержащее обмоткодержатель, бандажное и центрирующее кольца, между которыми расположена лобовая часть обмотки, и распорные элементы, раз10 3 7 9 3 3 25 , J2 12 iZ 76 Zf i ( V / f мещенные между стержнями с образованием каналов для хладагента, отличающееся тем, что, с целью улучшения охлаждения лобовой части обмотки-, каждый распорный элемент имеет радиальную стойку и тангенциальную полку, причем между стержнями расположены обращенные друг к другу радиальные стойки распорных элементов, а их тангенциальные полки установлены с упором на стержни, каналы р сположены вдоль стержней и образованы торцами радиальных стоек и стержнями, торцами тангенциальных полок, стержнями и бандажным кольцом, торцами г тангенциальных полок, стержня1 и и обмоткодержателем. (Л |4. О) СП СО Jf Фаг. 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1065970

m1> Н 02 К 3/51

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ)Р . Ч

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

10 У 7 У ХУ 25 12 12121121 (21) 3293397/24-07. (22) 22.05.81 (46) 07.01.84. Бюл. )Р 1 (72) Н.Ф..Кузьмин и Л.А.Суханов (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромашиностроения (53) 621.313 ° 713(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

9 156226, кл. Н 02 К 3/48, 1963.

2. Патент Франции 9 1153058, 1960. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ

ЛОБОВОЙ ЧАСТИ ОБМОТКИ РОТОРА, содержащее обмоткодержатель, бандажное и центрирующее кольца, между которыми расположена лобовая часть обмотки, и распорные элементы, ра3мещенные между стержнями с образованием каналов для хладагента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения охлаждения лобовой части обмотки, каждый распорный элемент имеет радиальную стойку и тангенциальную полку, причем между стержнями расположены обращенные друг к другу радиальные стойки распорных элементов, а их тангенциальные полки установлены с упором на стержни, каналы расположены вдоль стержней и образованы торцами радиальных стоек и стержнями, торцами тангенциальных полок, стержнями и бандажным кольцом, торцами тангенциальных полок, стержнями и обмоткодержателем.

1065970

5 о

20

25 з()

4О

65

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано преимущественно в асинхронизированных синхронных машинах, например,для электромеханических преобразователей частоты, связывающих электрические системы с отличающимися частотами.

Известно устройство для крепления лобовой части обмотки ротора турбогенератора от действия центробежных механических и электромагнитных сил, в котором лобовые части обмотки размещены в выточке вала ротора и охватываются массивными и цилиндрическими бандажами, при этом их торцовые части оказываются закрытыми бочкой ротора и центрирующим кольцом. Между стержнями устанавливаются расклинивающие изоляционные распорки.

Охлаждение лобовой части обмотки в устройстве осуществляется за счет теплопередачи по медным проводникам ее стержней в охлаждаемую, а следовательно, менее нагретую пазовую часть обмотки, находящуюся в пазах бочки ротора (1 ).

Недостатком указанного устройства является отсутствие обдува лобовой части обмотки охлаждающим газом, что обусловливает ее повышенный нагрев. Поэтому использование устройства возможно только в машинах небольшой мощности.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для крепления лобовой части обмотки ротора, содержащее обмоткодержатель, бандажное и центрирующее кольца, между которыми расположена лобовая часть обмотки, и распорные элементы, размещенные между .стержнями с образованием каналов для хладагента (2 ).

Известное устройство характеризуется отсутствием непосредственного охлаждения радиальных наиболее развитых поверхностей стержней газом, а также увеличением среднего радиуса от оси вращения лобовой части обмотки ротора из-за наличия кольцевого канала под ней. Это обусловливает дополнительный нагрев обмотки и повышает величину центробежных сил, действующих на стержни и бандаж.

Цель изобретения — улучшение охлаждения лобовой части обмотки.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для. крепления лобовой части обмотки ротора, содержащем обмоткодержатель, бандажное и центрирующее кольца, между которыми расположена лобовая часть обмотки, и распорные элементы, размещенные между стержнями с образованием каналов для хлапагента, каждый распорный элемент имеет радиаль- ную стойку и тангенциальную полку, причем между стержнями расположены обращенные друг к другу радиальные стойки распорных элементов, а их тангенциальные полки установлены с упором на стержни, каналы расположены вдоль стержней и образсваны торцами раднальных стоек и стержнями, торцами тангенциальных полок, стержнями и бандажным кольцом, торцами тангенциальных полок, стержнями и обмоткодержателем.

Такое выполнение позволяет обеспечить непосредственный теплосъем газом со значительной поверхности стержней.

Каждый распорный элемент может быть выполнен например, Т-образной формы. Радиальные стойки распорных элементов плотно вставлены в промежуток между стержнями до упора в тангенциальные полки, при этом радиальные стойки распорных элементов в радиальном направлении обращены друг к другу. Суммарная высота радиальных стоек двух противоположных распорных элементов меньше высоты стержня, поэтому между торцами (основаниями) радиальных стоек и широкими гранями соседних стержней образуются вентиляционные каналы вдоль осей стержней. Ширина тангенциальной полки меньше расстояния между радиальными осями симметрии поперечных сечений соседних стержней (шаг по окружности),,поэтому между торцами тангенциальных полок соседних распорных элементов и узкими гранями стержней (либо поверхностями бандажного кольца, либо обмоткодержателем) также образуются вентиляционные каналы вдоль осей стержней. Таким образом, в общем случае каждый стержень с четырех сторон обдувается охлаждающим газом по четырем каналам вдоль его оси. В результате теплосъем со стержней лобовой части обмотки ротора существенно повышается по сравнению с известными устройствами. В то же время положение каждого стержня надежно зафиксировано от перемещений четырьмя распорными элементами, охватывающими его боковые ребра. Размеры вентиляционных каналов определяются размерами стоек и полок распорных элементов наряду с линейными размерами поперечных сечений стержней и их взаимным расположением. Они зависят от конкретных технических и конструктивных данных электрической машины, допустимых температур нагрева лобовой части обмотки, а также допустимых механических на1065970 обработанных понерхностей полок изолирующих распорных элементов представляет собой по форме правиЛьный цилиндр и используется как обмоткодержатель для укладки лобовой части стержней 8 верхнего слоя обмотки.

Стержни 8 верхнего слоя обмотки уложены аналогично стержням 7 нижнего слоя обмотки и стянуты промежуточным бандажом 18 (фиг.5). Элект рические стержни 7 нижнего слоя обмотки и стержни 8 верхнего слоя обмотки соединены наконечником 19.

После наложения бандажа 18 поверхностям полок 14, выступающим в радиальном направлении за стержни 8, механической обработкой придается правильная цилиндрическая форма и насаживается бандажное кольцо 16 с центрирующим кольцом 20 (фиг.1 и 4). Центрирующее кольцо 20 имеет болты 21, которыми посредством прокладок 22 и 23 обмотка ротора поджимается в осевом направлении.

Изолирующие распорные элементы

12 могут быть выполнены Т-образными (фиг.2) или Г-образными (фиг.б).

Устройство работает следующим образом..

Через отверстия н ободе ротора (фиг.1) охлаждающий гаэ поступает внутрь ротора, где разделяется на дна потока. Один поток течет в оф.— вом направлении, затем распредел, ется по каналам 4 для охлаждения пакетов 3 сердечника.

Другой поток охлаждающего газа поступает в пространство 24 между обмоткодержателем 11 и центрирующим кольцом 20, где распределяется по каналам 15, образованным стержнями обмотки, изолирующими распорными элементами, а также обмоткодержателем и бандажным кольцом (фиг.4), а затем выходит из-под бандажа н кольцевой промежуток 25 между бандажным кольцом и ободом ротора.

B лобовой части ротора стержни 7 нижнего слоя обмотки уложены на обмоткодержатель 11, между стержнями 7 установлены изолирующие распорные элементы 12 (фиг.2 и 6) . Каж- 35 дый распорный элемент 12 имеет радиальную стойку 13 и тангенциальную полку 14. При этом радиальные стойки 13 находятся между соседними н слое стержнями 7 и 8 и обращены друг к другу в радиальном направлении. Тангенциальные полки

14 установлены на стержни с упором. B результате вдоль стержней образованы каналы 15 торцами (ос- 45 нованиями) противостоящих радиальных стоек 13 и каждой парой соседних стержней 7 (8), а также торцами тангенциальных полок 14 и стержнями 7 и 8, соседними в радиальном направлении, либо торцами тангенциальных полок 14 и стержнями 7 внутреннего слоя обмотки и обмоткодержателем 11, либо торцами тангенциальных полок 14, стержнями 8 наружного слоя обмотки и бандажным коль- цом 16. Один ряд распорных элеменТоВ опирается на обмоткодержатель

11, другой ряд установлен сверху.

Затем изолирующие распорные элементы и стержни 7 стянуты промежуточ- 60 ным бандажом 17. Поверхностям полок 14, ныступающим в радиальном направлении за стержни 7, придана механической обработкой правильная цилиндрическая форма. Совокупность

С использованием предлагаемого устройства улучшается охлаждение лобовой части обмотки ротора вследстние того, что распорные элементы указанной конструкции обеспечиваЮт образование вентиляционных каналов вдоль стержней, подводящих газ непосредственно к открытой поверхности стержней. При этом ныполняется хорошее механическое крепление стержней от взаимных перемещений.

Вентиляционные каналы имеют гладкие стенки и.одинаковое сечение по всей их длине, что обеспечивает идеальные условия для равномерного течения потоков охлаждающего газа вдоль стержней и интенсивного теплоотвода. груэок, выдерживаемых изоляцией стержней и распорными элементами.

На фиг.1 изображено устройстно для крепления лобовой части двухслойной обмотки ротора., общий вид; на фиг.2 — разрез A-А на .фиг.1; на 5 фиг.3 — вид по стрелке Б фиг.2; на фиг.4 — разрез H-B на фиг.1; на фиг.5 — вид по стрелке Г на фиг.4; на фиг.б — нижний слой обмотки с

Г-образными распорными элементами, 10 сечение..

Устройство для крепления лобовой части ротора содержит остов 1 ротора, с которым соединены приставные концы 2 нала ротора. На 15 остове 1 ротора шихтуется обод. ротора, состоящий из пакетов 3 железа, между которыми имеются каналы 4 для прохода охлаждающего газа.

Обод ротора опрессован с помощью стяжных шпилек (не показаны), нажимных плит 5 и нажимных пальцев б.

В пазы обода ротора уложена обмотка ротора, состоящая из стержней 7 внут-. реннего слоя обмотки и стержней 8 наружного слоя обмотки.. На выходе стержней обмотки из паза установлены изоляционные прокладки 9, стержни обмотки удерживаются в пазу клиньями 10.

10б5970

Расположение вентиляционных каналов со всех сторон стержня, кроме интенсивности теплоотвода, обеспечивает также и равномерность охлаждения стержней обмотки.. В предла-, гаемой конструкции вентиляционные каналы проходят и вдоль поверхностей бандажного кольца и обмоткодержателя, что способствует их охлаждению.

Составитель Л.Карцева

Редактор А.Огар Техред Ж. Кастелевич < . Корректор A.Повх

Заказ 11054/55. Тираж 672 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, X-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4