Статор электрической машины

Статор электрической машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СЗИДЕТЕЛЬСТВУ (п1 546999

Союз СоветскияСоциадисгических

Реснубдик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.12.74 (21) 2089701/07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.77. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 5.03.77 (51) М. Кл.- Н 02К 3/46

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.313.713 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. М. Черноусов, В. Б. Каплунов и О. И. Разумов (71) Заявитель (54) СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЪ|

Изобретение относится к области электромашиностроения.

Известны электрические машины, статор которых содержит сердечник и обмотку, размещенную в воздушном зазоре, закрепленную посредством цилиндров (I).

Недостатком указанного статора является отсутствие надежного механического соединения цилиндра пз немагнитной стали с сердечником. Обмотка статора, помещенная в пазы, выполненные в цилиндре из немагнитной стали, пересекается полным магнитным потоком, поэтому механическое соединение этого цилиндра с сердечником должно выдерживать полный электромагнитный момент, действующий в тангенциальном направлении.

Известен статор электрической машины, содержащий шихтованный сердечник, размещенную в воздушном зазоре обмотку и концентрические цилиндры. Наружный из цилиндров, шпхтованный из немагнитной стали, размещен в расточке сердечника и с внутренней стороны имеет пазы, в которых размещена обмотка, а внутренний, закрепляющий оомотку в пазах, выполнен из синтетического материала (2).

Недостатком указанного статора является касание цилиндра из немагнитной стали с сердечником. Это приводит к образованшо замыканий между отдельными сегментами, ооразованио местных очагов повышенных тепловыделенпй, общему возрастаншо дополнительных потерь в сердечнике и цилиндре пз немагнптной стали и ухудшению КПД машины. Отсутствие охлаждения в зоне сопряжения цилиндра из немагнитной стали с сердечником приводит к неравномерному нагреву и нежелательным температурным деформациям сопрягаемых узлов. Кроме того, сое10 динение сер,течнпка с цилиндром из немагнитной стали должно обеспечивать необходимьш распор между цилиндром пз немагнитной стали и сердечником в радиальном направлении, что ооеспечивает повышение виброустой15 чивости сердечника и немагнитного цилиндра с обмоткой.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик электрической машины путем увеличения КПД за счет

20 уменьшения потерь в сердечнике, улучшения

îiëàæuåíèÿ сердечника статора, повышения надежности крепления. Это достигается в предлагаемом статоре электрической машины тем, что он снабжен изолированными ребрами, а сердечник по внутренней и цилиндр из немагнитной стали по наружной поверхностям выполнены с пазами, в horopbIx установлены упомянутые ребра, образующие огдельные каналы между сердечником и цп30 лпндром.

546999

Ребра могут быть выполнены в поперечном сечении из двух составных частей в виде клиньев. Кроме того, ребра могут быть размещены по окружности с чередованием радиального и тангенциального расположения их составных частей. Возможно выполнение продольных ребер из материала с высокой электропроводностью и их электрическое соединение за пределами сердечника, а также выполнение в ребрах внутренни: каналов для циркуляции охлаждающего агента.

На фиг. 1 изображен предлагаемый статор, продольный разрез; на фиг. 2 — тот же с1атор, поперечный разрез.

Статор содержит сердечник 1 и обмотку 2.

Обмотка размещена в пазах, выполненных в шпхтованном цилиндре 3 из немагнптной стали, и закреплена внутренним выполненным из синтетического материала цилиндром 4.

С точки зрения электромагнитной теории электрической машины, обмотка 2 размещена в воздушном зазоре машины, так как цилиндр

3 является немагнитным. Увеличение воздушного зазора машины позволяет повысить статическую устойчивость, а размещение обмотки в воздушном зазоре — сократить габариты, вес, улучшить параметры, в частности уменьшить переходное индуктивное сопротивление и повысить динамическую устойчивость.

Цилиндр 3 из немагнитной стали сопряжен с сердечником 1 при помощи продольных ребер 5. Для установки ребер на наружной поверхности цилиндра 3 и внутренней поверхности сердечника выполнены продольные пазы.

Ребра вдоль всей поверхности сопряжения с цилиндром 3 и сердечником снабжены изоляцией 6. Она исключает замыкания сегментов шихтованного цилиндра 3 и сердечника продольными ребрами 5. Для исключения замыканий сегментов, возможных при касании сердечника и цилиндра 3, последний выполнен с наружным диаметром, меньшим диаметра расточки сердечника, так что по всей окружности в промежутках между реорами 5 образованы продольные каналы 7, которые использованы для циркуляции охлаждающего агента. Охлаждение зоны сопряжения немагнитного цилиндра 3 и сердечника устраняет неравномерный нагрев и нежелательные температурные деформации сопрягаемых узлов.

Для повышения виброустойчивости сердечника 1 и цилиндра 3 ребра 5 могут быть выполнены в сечении из клиньев 8, 9 и размещены по окружности с чередованием радиального и тангенциального расположения их составных частей. Клинья обеспечивают необходимую плотность посадки в тангенциальном направлении и распор между сердечником и цилиндром 3 в радиальном направлении. Изоляция 6 выполнена на каждом ребре, например, из двух П-образных гильз, окружающих с внешней стороны каждый из клиньев ребра

5 в отдельности. Поскольку ребра расположены в активной зоне машины, изолированы от сердечника и цилиндра 3 и пересекаются рабочим магнитным потоком, замыкающимся в сердечнике, предусмотрено их выполнение из электропроводного материала и использование как вспомогательной обмотки, например, для питания статической системы возбуждения. С этой целью ребра электрически соеz.tняются за пределами сердечника. Для улучшения охлаждения токоведущие ребра 5 могут быть снабжены внутренними продольными каналами 10 для циркуляции охлаждаю20 щего агента.

Применение изобретения в сверхмощных турбогенераторах мощностью порядка

2 млн. кВт и выше позволит улучшить эксплуатационные характеристики машины: повы23 сить КПД за счет уменьшения дополнительных потерь в сердечнике, улучшить охлаждение сердечника статора и его механические характеристики, повысить надежность турбогенератора.

Формула изобретения

Статор электрической машины, преимущественно турбогенератора, содержащий ших33 товапный сердечник, размещенную в воздушном зазоре обмотку и концентрические цилиндры, наружный из которых, шихтованный из немагнитной сгали, размещен в расточке сердечника и с внутренней стороны имеет па40 зы, в которых размещена оомотка, а внутренний, закрепляющий обмотку в пазах, выполнен из синтетического материала, отличаю шийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик, он снабжен

45 продольными изолированными ребрами, а сердечник по внутренней и цилиндр из немагHI тной стали по наружной повер нос" ям выполнены с пазами, в которых установлены упомянутые ребра, образующие отдельные

50 каналы между сердечником и цилиндром.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Лвторское свидетельство № 340024, М.

Кл. Н 02К 3/46, 1972.

55 2. Заявка ФРГ ¹ 22116655667788, М. Кл. Н 02К

3 46, 197- 1 (прототип).