Ротор электрической машины

Ротор электрической машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

!

GHMCANNE

ИЗОБРЕТЕНЙЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 181074 (21) 2068803/24-07 (51)М, Кл. с присоединением заявки Мо 2582611/24-07 (23) Приоритет по п.2 от 20.09.77

Опубликовано 150680 Бюллетень Но

Дата опубликования описания 170680

Н 02 К 3/24

Н 02 К 3/52

Государственный комите

СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 313..713(088.8) (72) Авторы изобретения

A,Ê. Дука, В.A. Дикань, М.М. Дорожко и Н.Г. Нестеров (71) Заявитель (54 ) РОТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к электрическим машинам, в частности, к роторам тяговых синхронных генераторов, устанавливаемых на тепловозах.

Известен ротор электрической машины с когтеобразными полюсами и обмоткой, охлаждаемой в осевом направлении (1) .

Указанная конструкция обеспечивает разгрузку полюса в механическом отношении. Однако она характеризуется низкой надежностью закрепления обмотки от проворачивания за счет сил адгезии или выступов в каркасе обмотки и малой эффективностью ох- . л аждени я обмот ки .

Известна также электрическая машина, содержащая обмотку, выполненную в виде дисков, и расположенные между ними распорные элементы иэ непроводящего материала с радиальными каналами (2) . Однако эта конструкция не удовлетворяет требованиям, позволяющим использовать ее для тяговых генераторов, ограниченных в .аксиальных размерах и работающих в условиях резких динамических усилий и повышенных тепловых нагрузок обмотки ротора, Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности путем улучшения закрепления и охлаждения.

5 Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве распорные элементы выполнены в виде дисков с гофрированной в тангенциальном направлении поверхностью, выполняющих роль вентилятора. Каналы образованы поверхностями гофр и дисков обмотки.

Амплитуда гофр распорного элемента на наружной поверхности превышает амплитуду гофр на внутренней поверхности с целью компенсации разности в моментах инерции отдельных витков обмотки, имеющих разные диаметры, На фиг. 1 изображен продольный разрез предлагаемого ротора; на фиг. 2 - распотзный элемент.

Ротор содержит ярмо 1 с выполненными в нем вентиляционными. отверстиями 2, четыре полюсных сердечника 3 с приваренными к ним когтеобразными наконечниками 4, четыре диска 5 об. мотки возбуждения, закрепленные с помощью гофрированного в тангенпиальном направлении.распорного эле74. 376 мента 6, выполненного иэ непроводящего материала.

Амплитуда гофр Ан на наружной поверхности. с диаметром Д„больше, чем амплитуда гофр Ав на внутренней поверхности с диаметром Д .

Устройство работает следующим образом.

Охлаждающий воздух поступает через отверстие 2 в ярме 1 в радиаль ный канал 7, образованный поверхностями гофр и дисками обмотки возбуждения 5. При этом выходной канал подачи охлаждающего воздуха с отвер-, стием 2 плавно переходит в канал 7, не вызывая значительной потери аэродинамического напора на расширение.

Поскольку данный канал вращается вокруг горизонтально расположенной оси ротора, то по каналу происходит движение воздуха в рациальном направлении (вентиляторный эффект) согласно уравнению э где Н )- давление воздуха, кг/м частота вращения, с ;

y — плотность воздуха, Центробежные усилия обмотки возбуждения воспринимаются наконечником 4 через дополнительный бандаж из стеклоленты. Для закрепления дисков обмотки воз буждения от проворачивания гофрированный элемент вы полнен, например, из формовочной стеклоткани с толщиной стенки около

3 мм и шагом гофра 30-40 мм.

Амплитуда гофр на наружной ПОвЕРхности А в несобранном состоянии больше, чем расстояние между диска" ми обмотки возбуждения на 6-7 мм, амплитуда гофр на внутренней поверхности A имеет натяг на 1-2 мм

В меньше.

За счет .податливости распорного элемента 6 прн закреплении дисков создается распорное усилие, удерживающее диски 5 обмотки возбужцения при разгоне и остановке дизель-генератора.

Распорное усилие за счет разности амплитуд гофр A> и A изменяется в зависимо"ти от радиуса положения, тем самым компенсируется разница в моментах инерции (59 ) отдельных витков, имеющих разные диаметры, и обеспечивается одинаковая надежность их закрепления от проворачивания.

Гофрированный элемент 6 изготавливается с помощью специальных пресс-форм иэ формовочной стеклоткани типа ПСС-ИФ/ЭП-ЭС.

Диски обмотки возбуждения 5 формируются в процессе намотке плашмя голого медного провода вместе со стеклолентой, после чего монтируется на роторе, пропитываются в современных видах изоляции (например Монолит-2 ) и запекаются для получения монолитной конструкции .

Так как проводники обмотки возбуждения со стороны канала 7 не изолированы, то эффективность охлаждения весьма высока.

Ребра пружинного гофрированного в тангенциальном направлении эле35 мента 6, выполняя роль лопаток радиального вентилятора, усиливают эффективность охлаждения и понижают гидравлическое сопротивление ротора в целом.

Произведенные расчеты и конструктивные разработки показЬ1вают, что для тягового генератора мощностью

2400 кВт и частотой 100 Гц вес ротора предлагаемой конструкции меньше по сравнению с весом ротора, имеющего шихтованные полосы, на 1015%. Расход меди на обмотку возбуждения меньше на 35%, КПД генератора в целом выше на 0,1%.

Формула изобретения

1. Ротор электрической машины, в частности высокочастотного тягового генератора, с когтеобразными полюсами, содержащий обмотку, выполненную в виде дисков, и расположенные между ними распорные элементы из непроводящего материала с радиальными каналами, о т л и ч а юшийся тем., что, с целью повышения эксплуатационной надежности путем закрепления и охлаждения, распорные элементы выполнены в виде дисков с гофрированной в тангенциальном направлении поверхностью, выполняющих роль вентилятора, и каналы образованы поверхностями гофр и днсков обмотки.

2. Ротор пои. 1, отли ч аюшийся тем, что гофры распорных элементов имеют на наружной поверхности большую амплитуду, чем .на внутренней.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1, Авторское свидетельство .СССР .Р 420053, кл. Н 02 К 3/46, 1974.

2. Патент ФРГ М 2205413, кл. Н 01 Р 27/08, 1976 °

741376

Составит ель A . .Воинов

Редактор Е. Яковчик Техред О.Андрейко Корректор N. Коста

Закаэ 3214/51 Тираж 783 П подписное

ЦНИИПИ ГосУдаюственного Комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, . Ул. Проектная, 4