Электрическая машина с газовымохлаждением

Электрическая машина с газовымохлаждением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

8II4I3

ОП И САНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.04.79 (21) 2754619/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания 07.03.81 (51) М. Кл.

Н 02К 1/20

Н 02К 9/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и OTKpblTHH (53) УДК 621.313.713 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г, М. Федоренко, Г. Г. Счастливый, А. А. Бут, Б. В. Спивак, " ;-,"г,„

Е. Х. Глидер и В. Ю. Аврух г (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА С ГАЗОВЪ|М

ОХЛАЖДЕН И ЕМ

Изобретение относи гся к элсктромашиностроению, в частности к устройству регулируемого охлаждения синхронной машины, и может быть использовано, например, в турбогенераторах, работающих в условиях переменного графика нагрузки.

Известна конструкция электрической машины с регулируемой интенсивностью охлаждения активных и конструктивных элементов при повышении тепловыделений в этих элементах (1). Эта машина содержит каналы охла>кдения в активных и конструктивных элементах, автономный резервуар хладагента повышенного давления, регулирующий орган, регулятор, соединенный с регулирующим органом. Регулятор управляет регулирующим органом от программного реле или по сигналам от датчика тока статора. Однако эта электрическая машина может работать с повышенными тепловыделениями лишь в кратковременном режиме, определяемым объемом резервуара высокого давления, в котором находится дополнительная порция хладагента. Кроме того, наличие за пределами турбогенератора большого числа дополнительных элементов системы охлаждения: резервуара высокого давления, гидравлических и электрических регуляторов, насосов, фильтров, теплообменников и др. — ведет к значительно- ЗО му увеличению эксплуатационных расходов.

Известна также электрическая MBIIIHHB, содержащая герметичный корпус, сердечник статора с газовым охлаждением и разделенный радиальными вентиляционными каналами на пакеты, газораспределительный цилиндр с проходными отверстиями, размещенный между корпусом и сердечником статора, ротор с вентиляционными каналами, компрессор на валу ротора, выход которого подсоединен к упомянутым вентиляционным каналам ротора (2). Необходимый напор для циркуляции газа, охлаждающего сердечник статора, создается осевым вентилятором.

Однако эта конструкция может обеспечить устойчивую и стабильную в тепловом отношении работу электрической машины лишь для определенного уровня потерь в активных и конструктивных элементах, например для номинального режима. При изменении коэффициента мощности в пределах 0,95 — 1,0 нагрев крайнего пакета сердечника статора существенно увеличивается, а в ряде случаев достигает своего предельного значения (из-за роста потерь в крайних пакетах при одной и той же интенсивности их охлаждения).

Кроме того, неравномерности графика активно-реактивной нагрузки приводят к

811413 циклическим пзмснснпям тсмпср;!!)р!! э,!сментов конструкции генератора, !х «запмному перемещению друг относитсл)ию друга, а следовательно, ведут к ускоренному износу, понижению ресурса, надежносп; нагрузочной cf)OCO<>II<>cTti э iCKTpritrccK<» xi;iшины в целом.

Целью изобретения является ycTp2ffcfrifc указанных недостатков, повышение мощности и эксплуатационной надежности и;(Олговечности работы турбогенератора в условиях переменного графика нагрузки, в особенности нри работе генератора с rroмпнальной активной мощностью и потреблении реактивной мощности пз сети.

Для этого известная электрическая машина снабжена Дополнптсльным трубопроводом, сообщающим компрессор через llpoходные отверстия г230p2cf)pcgc;) I ITc. цилиндра с радиальными каналамп концевых пакетов и в трубопроводе расположена заслонка, установленная с возможностью перекрытия трубопровода в зависимости от нагрева ротора.

Выполнение в электрической машине

ТР2КТ2 ПОД2ЧИ ДОГIОЛНИТЕЛЬНОГО Г232 K Каналам вентиляции концевых пакетов сердечника статора с регулирующей заслонкой, осуществляющей с помощ)по регулятора подачу дополнительного газа в обратно пропорциональной зависимости от тока возбуждения ротора, позволяет перераспределить охлаждающие потоки внутри генератора таким образом, что нагрс«крапнпх пакетов практически остается постоянным.

Необходимый для этих целей дополнительный охлаждающий газ рсгулятор подает от ротора, так как в режиме потрсблсния реактивной мощности его тепловой режим облегчен вследствие уменьшения:IOTcpf 13 обмотке ротора, поэтому часть газа, подводимого к вентиляционным каналам ротора, можно использовать для охлаждения крайних пакетов.

На чертеже схематически представлена электрическая машина с регулируемой iliiтенсивностью охлаждения конце«ых пакетов сердечника статора.

Злектрическая машина содержит герметичный корпус 1, сердечник статора 2, радиальные вентиляционные каналы 3 сердечника статора, пакеты 4, газораздслитсльный цилиндр 5 с проходными отверстиями

6, ротор 7 с акспальными 8 и радиальными

9 вентиляционными каналами, которые через газовые каналы 10 соединены с «»ix<>дом компрессора 1i на валу ротора. <.)бмотка 12 возбуждения ротора через контактные кольца 13 подсоединепа к <пс(«мс питания обмотки возбуждения генератора.

Выход вентиляционных каналов 9 ротора подсоединен к зазору 14 между ротором и статором. Тракт подачи дополнительного газа 15 к радиальным вентиляционным каналам 3 сердечника статора и к каналам

16 XI(. КГ! !I;!if ГСCKX 18 IСj)03

От()срс !Нс 19 в псрсгоро.(кс 20. 1<, От«ерстиЯ . l 9 и 0 Д(. 0 сД и и с н ы 13 0 н т и, 1 Я ц и 0 н н ы с 2 K c J I;iлш(ыс каналы 21 сер;(Счннка статора, 1)с> (нр(ып(«H л<)с,foil K2 22 1(0;(сьс,iilffcf!2 K

>Г (10 li! ii1 c, (,Ному мех()ппзх(у 23 lfpOilopll! IoI;. t.t! >!О-!(!)ГСГj)3.1I,IIO .Ltf(j)(j)CPCII!(lf3Л 1!0(0 гулятuj>() 24. 1<, регул(!ру:о(нему устройсп)у

25 рсг»,JHToð3 24 подсосдпнс токовый .(атчпк 26 (сигнал !)озмущсння), xcтановлснный «цсш! возбуждсr),.l;i ротора, и температуpliL) tl;JBTчпк 27 (сигнал Откг!Онения) > устапо«ленный В зона. 28 xt2JI 8 ротора. Вхо (29 тракт» I!032(п доI i 0. l l l l t T C. 1 ь и 0 Г 0 Г а 3 3 Xi 0 >К 0 Т б 1>1 Т Ь l i O. (C O 0,1,11)о нсн Спосрсдст«сино к компрессору 11, ЗГ!сктричсска(! xiaiiritli3 с рсгулпруe»or

П П Т C l i C i! B I r O C T 1> IO 0. .1 а ж Д С П 1! Я P 3 t ) O T 3 C T 0.1 С,(ующпм образом.

Увеличение значения коэффициента мощ) осп) при IfocToHlfffox(значении активной м )(Lllloct! I вызывает у«слпчснпс потерь в кр i!! Ilitx пакета. сердечника статора. Г1ри

>тoxl «p<) oðå llpll умсп)пп fill!I т<>ка возОуж,(CII!! H про! XO,(«ò у» сll l>llf CII II<. I IOT(ð «.

<) сгу: Ятор 24 IIO сигналу, IIOcT»f!2fof(LCxfу от

«L) I I!1KB 2(>, »lip<1 l3, IH(l Нас, lokl Koll 22 13 < оот13(TCÒÁI I II <. 13СГI Н l llliО(I, ООР3ТIIО IIPО!(ОP!I IIOiI3льн0й «слп I!flic тока ро!Ор(1, :;л 11p il I <>i<(IюзбужДсllllß 1, ра!3ном НОминалш ому (i„„„), заслонка 22 закрыта; прн токе =-i„«„ç2ñло!(ка 22 полност)ио открыта. 31рп токе ii)i концевые f!2fcef охлаж;(3 IOTCH ПОСТОЯННЫМ Р2СХОДОЛ! Г232, НОСТЧ)0»2!OiiТСго От f)CIIT(f.«HI(If<»«IOI.<> канала 21. В, (П, 1! (): 3 O I I < 10 К О В i i;I 0 3 Н 2 I C i I l i H ТОКОВ

l ==-:,, „рсгу !Hrop направляет в крайний 0Т ссК 18 через зас.н !ку 22 дополнительный р tcход газа. 1:.го «еличина контролируется !

Н> 2<:со<потно(,I«3013311<10

1!<»31,1 Х Э. (О)! 0111013 KOII<. TP) I ll 11« I P3 КТ3 110 12 !iI (0Iloлпит0льного с заслонкой, управляе; —,(> xi0l! регулятором от токового датчика, уста!

Н>«лснш>го и цепи возоуж (cirllH ротора и

<к ущссп)ляющей подачу дополнительного газа «0<)paTIIo пропорц)юна,1ьной зависим<>сти от тока возоужденпя ротора, выгодilo Отлп !30т предлагаемую электрическую

u2«riiIIX от 1 рототипа. TexJIIIK<>-экономиче(н!!с li P(. 3! 3 п(с(113(1 НРСГ(л 3 Гас \10!! э.1cKTP lf !сс КОЙ xl « lll!! Нl>! < 0(. тОЯт «<. лс (У)ОН(0"!, I i t i1":f1C1f H«lx затрат на всн((б тиляцию;

811413

zo

2/ повышение надежности работы всего сердечника благодаря стабилизации температуры крайних пакетов; снятие ограничений по нагреву концевых пакетов, вплоть до режимов с потреблением реактивной мощности и выдачей номннальttot активной м«щности, повышение нагрузочной способности генератора; управление заслонкой регулятором комбинированного типа по сигналу возмущения от токового датчика, установленного в цепи возбуждения ротора позволяет достичь высокого качества регулирования, так как регулятор реагирует на изменение величины тока возбуждения, являющейся причиной отклонения регулируемого параметра (температуры концевых пакетов), что особенно важно в нашем случае, связанном с регулированием процессов, обладающих значительной инерционностью.

Преимущество предлагаемой электрической машины состоит также и в том, что она одновременно с интенсификацией охлаждения концевых пакетов сердечника статора позволяет уменьшить колебапн t температуры ротора в режимах регулирования активно-реактивной мощности по сравнению с прототипом, что благоприятно сказывается на надежности н долгове:ности его работы.

Применение электрической ма, п.ны предлагаемой конструкции позволит повысить ее нагрузочную способность н надежность, увеличить выработку электроэнергии без увеличения установленной генерирующей мощности и дополнительного расхода топлива.

Формула изобретения

1. Электрическая машина с газовым охлаждением, например турбогенератор, содержащая герметичный корпус, сердечник статора, разделенный радиальными вентиляционными каналами на пакеты, газорас10 пределительный цилиндр с проходными отверстиями, размещенный между корпусом и сердечником статора, ротор с вентиляционными каналами, компрессор на валу ротора, выход которого подсоединен к указан15 ным вентиляционным каналам ротора, о тл и ч а ющая с я тем, что, с целью повышения мощности и ее эксплуатационной надежности, снабжена дополнительным трубопроводом, сообщающим компрессор через проходные отверстия газораспределительного цилиндра с радиальными каналами концевых пакетов, и в трубопроводе расположена заслонка, установленная с возможностью перекрытия трубопровода в зависимости от нагрева ротора.

2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительный трубопровод подсое;tt!ttctt непосредственно к входу в вентиляционные каналы ротора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3755702, кл. 310 — 54, 1973.

2. Кшгга «Исследование режимов и усоЗэ вершенствованне конструкции мощных турбогенераторов», Киев, 1972, с. 6 — 14.