Явнополюсный ротор синхронной электрической машины

Явнополюсный ротор синхронной электрической машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность изобретения1 ротор содержит магнитопровод (1) из штампованных листовых сегментов, скрепленных массивными нажимными фланцами, и катушки возбуждения (8). Линии стыков сегментов проходят по центральным осям полюсов. Каждый сегмент содержит по меньшей мере один неразрезанный сердечник полюса. Нажимные фланцы выполнены в виде зубчатых дисков и снабжены кольцевыми выступами (4) для крепления полюсных наконечник&в и поджатия катушек Изобретение снижает массу и металлоемкость ротора и повышает его надежность. 4 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 К 1/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4852869/07 (22) 26.07.90 (46) 23.10.92. Бюл. N 39 (71) Научно-исследовательский, проектноконструкторский и технологический институт тяжелого электромашиностроения

Харьковского завода "Электротяжмаш" им.B.È.Ëåíèíà (72) Ю.Б,Пронько, А.P.Ëåéáoâè÷, А.Э,Подгородецкий и Э.Г. Евзи кова (56) Авторское свидетельство СССР

¹1274074,,кл. Н 02 К 1/24, 1984.

Патент США

¹ 4489249, кл, Н 02 К 1/22, 1984, „„Я „„1771039 А1 (54) ЯВНОПОЛЮСНЫЙ РОТОР СИНХРОННОЙЙ ЭЛ ЕКТРИЧ ЕСКОЙ МАШИН Ы (57) Сущность изобретения: ротор содержит магнитопровод (1) из штампованных листовых сегментов, скрепленных массивными нажимными фланцами, и катушки возбуждения (8). Линии стыков сегментов проходят по центральным осям полюсов. Каждый сегмент содержит по меньшей мере один неразрезанный сердечник полюса. Нажимные фланцы выполнены в виде зубчатых дисков и снабжены кольцевыми выступами (4) для крепления полюсных наконечников и поджатия катушек, Изобретение снижает массу и металлоемкость ротора и повышает его надежность. 4 ил, 1771039

10

55 тора 12.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к крупным явнополюсным синхронным электрическим машинам, в частности к тяговым синхронным генераторам.

Известны явнополюсные роторы синхронных машин, у которых массивное ярмо и сердечники полюсов выполнены за одно целое (в виде зубчатки) с резьбовым креплением отъемных полюсных наконечников, удерживающих катушки-.

Недостатками этой конструкции является большая трудоемкость изготовления изза необходимости малопроизводительной обработки резанием (фрезерование по контуру сердечников полюсов) и большого объема электросварочных работ и повышенная металлоемкость из-за необходимости вырезки зубчатого магнитопровода из целого листа и невозможности сегментирования с рациональным раскроем, Известны роторы явнополюсных электрических.машин, содержащие шихтованное ярмо из штампованных листов (цельных или сегментированных) и сердечники полюсов, закрепляемые в ярме с помощью хвостовиков и выступов различной конфигурации.

Такие конструкции применяются в крупных синхронных машинах; Эта конструкция имеет также нажимные фланцы, выполненные в виде массивных дисков, скрепляющие листы магнитопровода.

Недостатком такой конструкции является увеличенные массогабаритные показатели из-за необходимости иметь в роторе объемную и тяжелую кольцевую зону, s которой расположены элементы крепления полюсов (выступы, хвостовики, шпонки) и которая не несет другой функциональной нагрузки (не воспринимает тангенциальных усилий в ярме и практически не передает магнитный поток), При этом в крупных быс.троходных машинах, у которых величина центробежной силы одного полюса доходит до 100 т и более, размеры элементов крепления велики и весьма существенно увеличивают массу и габариты ротора, Кроме того, сегментирование ярма существенно снижает его прочность, что не позволяет применять сегментированное ярмо в крупных быстроходных машинах, например синхронных тяговых генераторах.

Цель изобретения — снижение массы и металлоемкости ротора и повышение надежности, Ярмо магнитопровода ротора, выполненное с полюсными сердечниками, состоит из тонких штампованных листовых сегментов, линии стыков которых проходят по центральным осям полюсов, и каждый сегмент имеет по крайней мере один неразрезанный сердечник полюса. Нажимные фланцы, скрепляюшие ярмо и выполненные в виде зубчатых дисков, каждый зубец которых соответствует выступающему сердечнику полюса, снабжены с наружных торцов кольцевыми выступами, у которых имеются проходные радиальные отверстия для элементов крепления полюсных наконечников вне шихтованного магнитопровода и радиальные резьбовые отверстия для поджатия катушек к наконечникам, При широкой известности сегментированного ярма новым является выполнение в сегменте заодно с ярмом сердечника полюса, Кроме того, новым является выполнение скрепляющих сегменты нажимных фланцев с кольцевыми выступами, приспособленными для крепления к ярму полюсных наконечников и катушек без ослабления шихтованного магнитопровода отверстиями для элементов крепления. В предложенной конструкции элементы крепления полюсных катушек и наконечников вынесены за пределы шихтованной части магнитопровода, что, в конечном счете, позволяет применить ротор с шихтованным магнитопроводом B быстроходных крупногабаритных машинах, например тяговых синхронных генераторах, На фиг,1 показан явнополюсный ротор синхронной электрической машины, продольный разрез; на фиг.2 — то же, поперечный разрез; на фиг.3 — то же, разрез полюса параллельно плоскости полюсного наконечника; на фиг.4 — варианты раскроя при штамповке сегментированных листов магнитопровода.

Явнополюсный ротор синхронной машины содержит ярмо (магнитопровод) 1 из шихтованных сегментированных ллстов с выступами 2 (сердечниками полюсов) на наружном диаметре, нажимные фланцы 3 с торцовыми кольцами 4 и массивными радиальными ребрами 5, стянутые заклеп ями 6, полюсные наконечники 7, полюсные катушки 8.

В торцовых кольцах 4 нажимных фланцев 3 выполнены радиальные проходные отверстия для элементов крепления (шпилек)

9, ввинченных в полюсные наконечники 7. с гайками 10, которые удерживают наконечники 7 и катушки 8, а также радиальные резьбовые отверстия, в которых устанавливаются крепежные элементы 11 дл., поджатия катчшек к наконечникам

Ярмо 1 с нажимными фланцами 3, катушками 8, наконечниками 7 и элементами крепления 9 устанавливается на корпусе ро1771039

Изго:овле,,;.ь и сборка ротора выполняются следуюш; образом.

: Листы магнитопровода 1 с выступами 2 получают методом вырубки; на фиг.4 показаны ваи>" ты рационального раскроя при штамповке листов магнитопровода.

Диски нажимных фланцев вырезают газовой резкой по копиру, к ним приваривают кольца 4, вальцованные или отрезанные от трубы (в зависимости от габаритов), и радиальные ребра 5. На токарном или токарнокарусельном станке обрабатывают внутренний диаметр и торцовые плоскости, прилегающие к шихтованным листам. По кондуктору сверлят отверстия под заклепки и радиальные отверстия и цековки под шпильки.

Нажимной фланец 3 напрессовывают на корпус ротора 12, в отверстия вставляют заклепки 6, на них набирают с перекрытием стыков в соседних слоях сегментные листы магнитопровода 1, второй нажимной фланец и пакет запрессовывают, торцы заклепок 6 приваривают к нажимным фланцам 3 (либо развальцовывают), Собранный магнитопровод механически обрабатывают по местам прилегания полюсных наконечников 7.

Возможен вариант сборки магнитопровода на технологическом цилиндре (оправке) с разверсткой отверстий под заклепки и проточкой внутреннего диаметра с последующей напрессовкой на корпус ротора. Полюсные катушки 8 собирают отдельно на каркасе, пропитывают, запекают и как готовый узел надевают на сердечник полюса.

Устанавливают полюсные наконечники 7 с ввернутыми в них шпильками 9, затягивают гайки-10. Затем полюсные катушки поджи5 мают к полюсным наконечникам.

Таким образом, выполнение за одно целое ярма и сердечников полюсов позволяет снизить массу и металлоемкость ротора, а размещение элементов крепления наконеч10 ников вне тела шихтованного магнитопровода и стыковка сегментов магнитопровода по осям симметрии выступов позволяет повысить прочность и надежность ротора.

Формула изобретения

Явнонолюсный ротор синхронной электрической машины, содержащий магнитопровод, выполненный из штампованных

20 листовых сегментов, скрепленных массивными нажимными фланцами, и катушки возбуждения, отличающийся тем. что, с целью снижения массы и металлоемкости ротора и повышение надежности, ротор

25 снабжен отьемными полюсными наконечниками, линии стыков сегментов проходят по центральным осям полюсов, каждый сегмент содержит по меньшей мере дин неразрезанный сердечник полюса, нажимные

30 фланцы выполнены в виде зубчатых дисков, причем каждый зубец соответствует выступающему сердечнику полюса, и снабжены с наружных торцов кольцевыми выступами для крепления полюсных наконечников и

35 поджатия катушек возбуждения.

1771039

I !

I

Составитель Е. Колесниченко

Редактор Г. Бельская Техред М.Моргентал Корректор Л, Филь

Заказ 3747 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101