Статор электрической машины

Статор электрической машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ , содержащий корпус, сердечник с нажимными плитами, проводники обмотки с пазовой частью и прикрепленной к ней лобовой частью и корпусную изоляцию проводника , отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем исключения разрушения корпусной изоляции в импульсныхи кратковременных режимах работы, он содержит изоляционные кольца,число которых соответствует числу фаз электрической машины , расположенные в корпусе с возможностью перемешения, вдоль оси статора по обеим сторонам сердечника и подпружиненные к нажимным плитам, ограничитель перемеш .ения изоляционных колец, расположенный в корпусе, дистанционные элементы, равномерно размешенные в корпусной изоляции вдоль пазовой части проводника, при этом корпусная изоляция с дистанционными элементами расположена с зазором по отношению к пазовой части проводника обмотки , пазовая часть проводника обмотки закреплена в изоляционных кольцах с механическим напряжением в пределах упру (Л гой деформации, а лобовые части каждой фазы размешены на изоляционных кольцах. ел со сд со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 1075353 A

Д(51) Н 02 К 3/48; Н 02 К 3/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3468527/24-07 (22) 12.07.82 (46) 23.02.84. Бюл. № 7 (72) .В. Н. Тарабанов, Ю. А. Бобков и А.А. Чистяков (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромашиностроения (53) 621.313.44 (088.8) (56) 1. Блюменкранц Д. М. Технология крупного электромашиностроения в 3-х томах. — Крупные машины. Т. 3. Л., Энергоиздат, 1981, с. 42 — 52.

2. Патент Англии № 1490157, кл. Н 2 А, 1977. (54) (57) СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащий корпус, сердечник с нажимными плитами, проводники обмотки с пазовой частью и прикрепленной к ней лобовой частью и корпусную изоляцию проводника, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем исключения разрушения корпусной изоляции в импульсных и кратковременных режимах работы, он содержит изоляционные кольца, число которых соответствует числу фаз электрической машины, расположенные в корпусе с возможностью перемещения, вдоль оси статора по обеим сторонам сердечника и подпружиненные к нажимным плитам, ограничитель перемещения изоляционных колец, расположенный в корпусе, дистанционные элементы, равномерно размещенные в корпусной изоляции вдоль пазовой части проводника, при этом корпусная изоляция с дистанционными элементами расположена с зазором по отношению к пазовой части проводника обмотки, пазовая часть проводника обмотки закреплена в изоляционных кольцах с механическим напряжением в пределах упругой деформации, а лобовые части каждой фазы размещены на изоляционных кольцах.

1075353

10

1S

1

Изобретение относится к конструкциям статора электрических машин импульсного и кратковременного действия и может быть использовано в электротехнической промышленности при проектировании крупных электрических машин, электромашинных накопителей электрофизического оборудования.

Известен статор. электрической машины, содержащий корпус, сердечник с нажимными плитами, проводники обмотки с изоляцией (1).

Недостатком статора является то, что в процессе укладки катушечной обмотки производят операцию «подъем шага», что снижает качество изоляции обмотки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущнОсти и достигаемому результату является статор электрической машины, содержащий корпус, сердечник с нажимными плитами, проводники обмотки с пазовой частью и прикрепленной к ней лобовой частью и корпусную изоляцию проводника.

После укладки обмотки пазовую часть обмотки заклинива1от, а лобовую крепят к специальным бандажным кольцам.Несмотря на усиленные меры, принимаемые к закреплению проводников в,пазу и в лобовых частях обмотки в импульсных и кратковременных режимах рабаты,в результате воздействия электродинамнческих и термомеханических сил изоляция находится в перенапря>кенном состоянии. В результате этого на

upas выхода из паза сердечника обмотки изоляция истирается. При повышенных на-. пряжеииих происходит значительное электрическое тепловое и механическое старение и износ изоляции. Кроме того, в результате ограниченных возможностей изоляции необходимо предусматривать хорошее охлаждение и в то же время завышать толщину изоляции.

Целью изобретения является повышение надежности путем ис лючения разрушения корпусной изоляции в импульсных и кратковременных режимах работы.

Поставленная цель достигается тем, что статор электрической машины, содержащий корпус, сердечник с нажимиыми плитами, проводники обмотки с пазовой частью и прикрепленной к ней лобовой частью и корпусную изоляцию проводника, содержит изоляционные кольца, число которых соответствует числу фаз электрической машины, расположенные в корпусе с возмо>кностью перемещения вдоль оси статора по обеим сторонам сердечника и подпружиненные к нажимным пЛитам, ограничитель перемещения изоляционных колец, расположенный в корпусе, дистанционные элементы, равномерно размещенные в корпусной изоляции вдоль пазовой части проводника, при этом корпусная изоляция с дистанционными элементами расположена с зазором по отношению

2 к пазовой части проводника обмотки, пазовая часть проводника обмотки. закреплена в изоляционных кольцах с механическим напряжением в пределах упругой деформации, а лобовые части каждой фазы размещены на изоляционных кольцах.

На фиг. 1 изображен статор электрической машины импульсного и кратковременного действия; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг.1; на фиг. 3 — схема размещения лобовых частей обмотки; на фиг. 4 — узел 1 на фиг. 1; на фиг. 5 — схема для определения числа дистанционных элементов; на фиг. 6 — вариант статора с закрытыми пазами; на фиг. 7 — то же, с открытыми па-, зами; на фиг. 8 — вариант беспазового статора; на фиг. 9 — вариант выполнения пазовой части проводника; на фиг. 10 и 11— варианты схемы охлаждения проводников.

Статор электрической машины импульсного и кратковременного действия содержит корпус 1, сердечник 2 с нажимными плитами 3, проводники обмотки с пазовой 4 и прикрепленной к ней лобовой 5 частямй.

Проводники обмотки изолированы от корпуса корпусной изоляцией 6, выполненной, например, в виде изоляционной трубки, за- крепленной в пазу клином 7.

Статор содержит также изоляционные кольца 8, число которых соответствует чис-лу фаз электрической машины. Изоляционные кольца 8 расположены в корпусе 1 с возможностью перемещения вдоль оси статора по обеим сторонам сердечника 2 и подпружинены пружиной 9 к нажимным плитам 3. В корпусе 1 статора размещен ограничитель 10 перемещения изоляционных ко.- лец 8.

Пазовая часть 4 проводников закрепдфна в изоляционных кольцах 8 узлами 11 крепления с механическим напряжением в пределах упругой деформации.

Для массивного проводника усилие механического напряжения принимается из условия влияния высокой температуры в переходных режимах 0,5, где б — предел прочности материала проводника на растяжение. Но учитывая неравномерность распределения усилия по сечению ввиду того, что в статоре применен проводник из литц, выбранное усилие натяга нужно взять с поправкой к 0,8 т.е. 0,5 х 0,8e = 0,46. Для электрической машины, например, импульсного действия мощностью 30 МВт, указанное . усил не соответствует 500 кг/см, что гарантирует надежность работы проводников в переходных режимах. . Для ограничения перемещения проводников в корпусной изоляции 6 предусмотрены дистанционные элементы 12, равномерно размещенные в корпусной изоляции 6 вдоль пазовой части 4 проводника обмотки, при

1075353 этом корпусная изоляция 6 с дистанционными элементами 12:расположена с зазором по отношению к пазовой части 4 проводника обмотки.

Число дистанционных элементов 12 с целью ликвидации перемещения проводов под действием электродинамических и термомеханических сил выбирается из определенного соотношения. Только в этом случае провод не ударяется о внутреннюю стенку жесткой электроизоляционной трубки,в ко- 10 торой он находится.

Число дистанционных элементов п выбирается из условия исходное положение. г ат

0,46 c f 0,5б, () кде6 — мннималыиый зазор между электроизолящманой трубкой и проводником; — стрела прогиба (провиса).

В свою очередь п= +1, (2) где 1.=длина пазовой части проводника; — рдсстояние между дистанционными элементами.

При этом (33 где q -погонная нагрузка на единицу длины проводника при трехфазном внезапном коротком замыкании;

Т вЂ” тяжение проводника.

Подставляя выражения (2), (1) и (3) и получаем выражение для оптимального числа дистанционных элементов п (-ЗЛАТ

Лобовые части 5 каждой фазы разме-

% щаются на изоляционных кольцах 8, а соединение пазовой 4 и лобовой 5 частей произведено на изоляционных кольцах 8.

Статор содержит также подшипниковые щиты 13, в которых выполнен штуцер 14 для подвода охлаждающего агента.

Статор электрической машины импульсного и кратковременного действия работает следующим образом.

Статор, например, трехфазной машины содержит 6 изоляционных колец по три с каждой стороны сердечника 2. Гибкие проводники без изоляции, например литца, круглого сечения по группам, соответствующим каждой фазе, крепятся к двум (по одному с каждой стороны) изоляционным кольцам 8.

Изоляционныь. кольца 8 перемещаются в корпусе вдоль оси статора.

Когда проводники прикреплены к соответствующим кольцам 8 под действием пружины 10 они отжимаются на заданное расстояние от нажимной плиты 2. Ограничители 10, жестко связанные с корпусом статора, воспринимают на себя усилия натяга

;проводников, с другой стороны усилие натяга проводников воздействует и на нажим.ную плиту 2, что позволяет в переходных режимах использовать дополнительное усилие для стягивания статорного железа и предотвратить распушение железа в крайних пакетах сердечника. При этом пружины или аналогичные упругие элементы как бы следят за натягом проводников, ибо, например, в момент короткого замыкания проводник под действием термомеханических сил пытается стянуть кольца, а в рабочем режиме изоляционные кольца 8 отходят в

Так как проводники соединены по груп-пам пофазно, то каждая фаза, например при однофазном коротком замыкании, работает независимо друг от друга.

Для предотвращения замыкания проводников с железом или между собой, например, в случае обрыва в узле крепления, на каждый проводник надета электроизоляционная трубка, которая с одной стороны является электроизоляцией между проводником и сердечником статора, с другой— замкнутым каналом для прохождения охлаждающего агента.

Для лучшего охлаждения проводников и сердечника, а также для прохождения к

25 другим кольцам, каждое кольцо и дистанционные элементы должны иметь отверстия.

В случае применения открытых пазов заклинивание проводников (фиг. 6) производится фиксацией прокладкой, удерживающей среднюю часть трубки от прогиба под действием собственного веса. В случае относительно небольшой линейной части такая фиксации не нужна.

В случае беспазовой конструкции статора в качестве такой прокладки может служить общая труба (фиг.8).

Крепление корпусной изоляции можно осуществить в нажимных плитах.

Для крепления проводника в изоляционных кольцах 8 наравне с традиционными способами, применяемыми в крупном элек40 тромашиностроении, например пайкой,. в предлагаемом изобретении можно применять способы, применяемые в монтаже воздушных высоковольтных линий: натяжных клиновых зажимов, болтовых натяжных зажи45 мов, прессуемых натяжных зажимов.

Изобретение позволяет использовать не только гибкий провод из литц, но и жесткий, например, с нержавеющей трубкой (фиг. 9). Такой вариант позволит изготавливать машины больших мощностей с наружным и внутренним охлаждением проводников через жесткую нержавеющую трубу.

Возможны различные варианты охлаждения проводников (фиг. 10 и ll), например комбинированное охлаждение проводников пазовой и лобовых частей разными охлаждающими агентами (фиг. 10) . В этом случае уплотнение проводников целесообразно проИзводить непосредственно на концах изо1075353

3 лирующей трубки, причем уплотняющие узлы должны быть эластичными для свободной деформации проводника, и непосредственное охлаждение проводников без изоляции в герметически замкнутом объеме статора (фиг. 1). Кроме того, предлагаемое изобретение позволяет использовать при

A-A

14 13 8 8 8 1 2 производстве крупных электрических машин импульсного действия современные индустриальные способы монтажа по методу модульного типа, что позволяет повысить ремонтопригодность обмотки, за счет упрощения выемки проводников и замены изоляционных колец с лобовыми частями.

1075353

Р ь

Сжатора

Фиг. 8

Сидора

Фиг. 47 тамрра фиг. 7

Фиг.11

Составитель А. Линева

Редактор И. Шулла Техред И. Дерес Корректор М. Шароши

Заказ 239/47 .7ираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП сПатент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Щ ф