Статор электрической машины переменного тока

Статор электрической машины переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социапистичесиии

Респубпии 855866 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 17.12.79 (21) 2852512/24-07 с присоединением-заявки М (23) Приоритет— (51)NL. Кл.

Н 02 К 1/12

Н 02 К 3/42 (Ьоудерстееииьй комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано i 5. 08. 81. Бюллетень М 30

Дата опубликования описания 1 5 . 08 . 8 l (53)УДK 621. 13. . 32 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Г. Г. Счастливый и А. И. Титко

Институт электродинамики АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОИ МАШИНЫ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электрическим машинам переменного тока, в частности к мощным турбогенераторам, характеризующимися значительными электромагнитными и тепловыми нагрузками торцовых элементов сердечника статора.

Известна конструкция статора электрической машины перемен.юго тока с шихтованным магнитопроводом и нажимными плитами, выполненными из текучего изоляционного материала с вкладками из стеклоткани и армированными металлическими вставками для увеличения прочности, в которой с целью защиты торцовой части сердечника применяются экраны или шунты в виде дискретных элементов. Для этого в нажимные плиты включается металлическая решетка из электропроводного материала, либо магнитный шунт в виде намотанной магнитной ленты (11.

Однако такая конструкция является сложной по технологии и обладает недостаточной: прочностью для мощных электрических машин переменного тока.

Наиболее близка по технической сущности к изобретению конструкция статора электрической машины перемен« ного тока, например турбогенератор, содержащая щихтованный магнитопровод с установленными массивными нажимными плитами и электропроводными экранами. Экраны представляют собой медные кольца,располагаеж|е на поверхностях плит, обращенных к магнитопроводу, и устанавливаются для защиты крайних пакетов сердечника статора от переменных потоков рассеяния лобовых частей обмоток машины (2 ).

ЛФ

Данная конструкция имеет следующий принципиальный недостаток: токи, протекающие в тангенциальном направлении по внутренним кромкам экранов и плит и достигающие в мощных турбогенераторах весьма больших значений, являются мощньпки вторичными источниками

Ноля, которое неблагоприятно влияет на крайние пакеты сердечника, вызывая в них дополнительные местные потери и усложняя охлаждение. Это связано с тем, что экраны являются ограниченными в радиальном направлении и вследствие проявления краевого эффекта они не в равной мере экранируют торцовую поверхность крайних пакетов от проникновения магиитного потока.

Зффективно экранируется область спинки сердечника и малоэффективно — зубцовая зона и область дна паза, расположенная в зоне влияния конценшрированных на кромке экранов тангенциальных токов. При сближении кромки экрана и области дна паза крайних пакетов в связи с увеличением нормальной составляющей магнитной индукции локальный нагрев последних повьппается. В результате снижается нагрузочная способность и надежность работы электрических машин, Цель изобретения — повьппение нагрузочной способности (расширешяе диапазона нагрузок, повышение мощности? и повьппение надежности машин путем увеличения эффективности .равномерного экранирования крайних пакетов сердечника статора от проникновения в них магнитного потока рассеяния обмоток ма1пин.

Указанная цель достигается тем, что в статоре электрической машин переменного тока, например,турбогенератора, содержащем шихтованный магнитопровод, по торцам которого установлены нажимные плиты и электропроводные экраны, расположенные между магнитопроводом и нажимными плитами, экраны со, стороны, обращенной к магнитопроводу, имеют радиальные пазы, глубина которых увеличивается от боковой поверхности экрана к его внутреннему торцу.

Пазы могут быть заполнены магнитным материалом.

Нажимные плиты со стороны, обращенной к экрану, также могут быть выполнены с радиальными пазами,глут бина которых увеличивается от боковой поверхности к внутреннему торцу.

На фиг. l показана торцовая часть статора турбогенератора; на фиг. 2— то же, с пазами в экране, залолненными магнитным материалом; на фиг.З

)5

?О

25 1 0

>$5

55 то же, с нажимной плитой, имеюшей пазы.

Статор содержит шихтованный магнитопровоц с нажимной плитой 2, электропроводным экраном 3, который крепится к нажимной плите. В экране выполнены радиальные пазы 4. Пазы 4 заполняются слоем из магнитного материала (.фиг.2). В области кромки плиты 2 выполнены радиальные пазы

? (фиг.3(. Нажимные плиты 2 предназначены для прессовки шихтованного сердечника. На их поверхностях, обращенных к магнитопроводу статора, устанавливаются электропроводные экраны

3, котврые экранируют торцовую часть магнитопровода от переменных магнитных потоков обмоток машин. Пазы выполняются переменной глубины, которая увеличивается к краю экрана.

Дпя обеспечения необходимого экранирования зубцовой зоны сердечника гтатора глубина пазов на краю экрана выбирается равной, например, размеру, не большему полонины толщины экрана, Глубина пазов в экране уменьшается по линейному закону до нуля на боковой поверхности на высоте, равной половине радиального размера,где нагрев крайних пакетов значительно понижается. Радиальные пазы 4 и 5 равномерно расположены по окружности экрана с шагом равным, например,зубцовому шагу сердечника статора. Пазы

5 в нажимных плитах выполняются также переменной глубины. Глубина определяется для конкретной машины из условия достаточной механической прочности. Уменьшение последней может быть восполнено известными конструктивными мероприятиями, например, применением ребер жесткости на противоположной по отношению к пазам говерхности плит. Конкретные геометрические размеры пазов экранов и плит расчитываются для рабочего проекта электрической машины переменного тока конкретного назна 1ения и конкретной единичной мощности. Покрытие слоем магнитного материала, например слоем магнитной стали ср 7 ) (ферро( магнетики, магнитодиэлектрики), выполняется точечной сваркой либо другими известными способами, в ниде шихтованных пластин, намотанной магнитной ленты.

Такое выполнение пазов, с одной стороны, перераспределяет на боковой

5 855866 поверхности экрана, обращенной к магнитопроводу, тангенциальные токи в

1 радиальном направлении, удаляя их от зубцовой зоны крайних пакетов, а с другой — уменьшает упомянутые токи Формула изобретения вследствие наличия непроводящих промежутков (радиальных пазов) в тангенциальном направлении. В результате достигается более равномерное экранирование крайних пакетов от проникновения магнитного потока. Умень6 нагрузочной способности и повышение надежности машин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ Ф 1.080.674, кл. 210 45, 1957, 2. Титов В.В. и др. Турбогенераторы, Л., "Энергия", 1967, с.776. шаются нормальная составляющая магнитной индукции, потери и температура в зоне максимального нагрева крайних пакетов (дно паза магнитопровода). Выполненные пазы покрываются слоем магнитного материала. Это обеспечивает отклонение магнитного потока "выпучивання", которым является часть рабочего потока, вытесненного иэ воздушного зазора, от зубцовой зоны магнитопровода. Часть его замыкается на экране, другая часть — на спинке магнитопровода, где нагрев незначительный и не ограничивает допустимую нагрузку. Тепловое воздействие отклоненного магнитного потока на массив экрана легко устраняется отводом дополнительного тепла в охлаждающую среду вследствие высокой теплопроводности экрана и ребристости его охлаждающей поверхности.

В результате уменьшения локальных потерь и снижения максимальных температур в крайних пакетах сердечника статора достигается увеличение

1. Статор электрической машины переменного тока, например турбогенератора, содержащий шихтованный магнитопровод, па торцам которого уста" новлены нажимные плиты, и электропроводные экраны, расположенные между магнитопроводом и нажимными плитами, отличающийся тем, что, с целью повышения нагрузочкой способности и надежности, экраны со стороны, обращенной к магнитопроводу,имеют радиальные пазы, глубина которых увеличивается от боковой поверхности экрана к его внутреннему торцу.

2. Статор по п.l о т л и ч а ю—

> щ и и с. я тем, что пазы заполнены магнитным материалом.

3. Статор по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что нажимные плиты со стороны, обращенной к экрану, выполнены с радиальными пазами, глубина которых увеличивается от боковой поверхности к внутреннему торцуа

855866

Составитель Ф.Подольская

Редактор Т.Парфенова Техред И.Коштура Корректор Г.Назарова

Заказ 6958/79 Тираж 730 Подписное

ВНИИПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытйй

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4