Статор электрической машины переменного тока

Статор электрической машины переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Сфцналистнческни

Ресиублнн i ii93049? (61) Дополнительное к авт. свнд-ву(22)Заявлено 11. 06. 80 (21) 2937748/24-07 с присоединением заявки М (5!)М. Кл.

Н 02 К 1/12

Н 02 К 3/42

3Ьаударствашый крмнтет

СССР ае делам нзобретенкй и еткрыткй

{23)Приоритет

Опубликовано 23.05,82.. Бюллетень М 19 (53) УДК 621. 313..713(088.8) Дата опубликования описания 23. 05. 82

Г. Г. Счастливый и А. И. Титко (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель

Институт электродинамики АН Украинской CCP т (54) CTATOP ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

ПЕРЕИЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электри= . ческим машинам переменного тока, в частности, к мощным турбогенераторам, характеризующимся значительны ми электромагнитными и тепловыми нагрузками торцовых элементов статора.

Известна конструкция статора электрической -машины переменного тока, например турбогенератора, содержащая шихтованный магнитопровод, с установленными в концевых зонах массивными нажимными .плитами, изготовляемыми из стальных немагнитных поковок с высокими механическими и слабыми экранирующими свойствамиЦ, Однако ввиду значительных электромагнитных полей .рассеяния в концевых зонах машин больше единичных мощностей торцовые элементы сердечни. ка статора испытывают такие электромагнитные и тепловые нагрузки, которые снижают надежность работы машин.

Наиболее близка по технической сущности к изобретению конструкция статора электрической машины пере менного тока, содержащая шихтованный магнитопровод,, обмотку, массивную нажимную плиту и электропроводный экран, расположенный на внутренней кромке плиты и ее боковой поверхности, обращенной к лабом вой части обмотки ° Экран надежно защищает нажимную плиту и ярмо статора от переменных магнитных потоков рассеяния j2g.

Однако известная конструкция имеет принципиальный недостаток. Тангенциальные выхревые токи, которые перетекают с боковой поверхности эк рана, концентрируются на внутренней кромке и достигают в мощных турбогенераторах весьма больших значений

90 кА и более ), оказываются близко расположенными к зубцовой зоне крайних пакетов статора. Указанные токи являются мощными вторичными

97 4 работы машин и увеличит их нагрузочную способность вследствие уменьшения нагрева зубцовой зоны крайних пакетов.

На фиг. 1 изображена часть статора электрической машины переменного тока (продольный разрез);на фиг. 2пример конкретного выполнения электропроводного экрана.

Статор электрической машины содержит шихтованный магнитопровод 1, обмотку 2, нажимную плиту 3, электропроводный экран 4 (фиг. 1). Экран 4 со" стоит из трех элементов. Первый элемент 5 экрана 4 покрывает боковую поверхность нажимной плиты 3, обращенной к лобовой части обмотки 2, второй элемент 6 покрывает внутрен" ную кромку плиты 3, третий элемент в виде диска 7, расположенный между плитой.3 и магнитопроводом 1. В элементе 7 экрана 4 выполнены радиальные пазы 8, монотонно уменьшающиеся от внутренней кромки 9 экрана 4 до боковой поверхности элемента 7.

При работе электрической машины переменного тока магнитный поток рассеяния обмотки 2 индуктирует вихревые токи в экране 4. Так как площадь поверхности элемента 5 экрана

4 значительна, то значительный и магнитный поток, пронизывающий эту . поверхность, В результате по массиву элемента 5 экрана 4 будут протекать вихревые токи, достигающие больших значений . Эти .токи,.перетекают"на массив элемента 6 экрана 4 и при отсутствии диска 7 концентрируются у края элемента 6, близко расположенного к зубцовой зоне.

При наличии диска 7 экрана 4 вихревые токи будут протекать на проводящий массив этого элемента и таким образом концентрированные у края элемента 6 тангенциальные токи рассредоточатся и удалятся от зубцовой зоны. Кроме того, пазы 8 переменной глубины сместят центр "тяжести" тангенциальных токов в направлении уменьшения глубины пазов

8 в диске 7 экрана 4. Вследствие удаления тангенциальных токов от зубцовой зоны, уменьшится магнитный поток, входящий в нее, потери и нагрев в области дна паза крайних пакетов статора.

Технико-экономический эффект от внедрения предлагаемой конструкции в генераторах переменного тока мощ15

3 9304 источниками поля, которое неблагоприятно влияет на крайние пакеты, вызывая в них дополнительные потери и нагрев, и тем самым ограничивая допустимую нагрузку турбогенераторов и снижая надежность их работы.

Цель изобретения - повышение нагрузочной способности (расширение диапазона нагрузок, повышение мощности) и повышение надежности ма- 10 шин вследствие увеличения эффективности экранирования от магнитных потоков рассеяния и уменьшения нагрева зубцовой зоны крайних пакетов статора.

Поставленная цель достигается тем, что в конструкции статора с шихтованным магнитопроводом, обмот- кой, нажимной плитой и электропроводным экраном, расположенным на внутренней кромке плиты и ее боковой поверхности, обращенной к лобовой части обмотки, экран снабжен дополнительным участком в виде диска, покрывающего боковую поверхность 25 плиты, обращенную к магнитопроводу, Тогда вихревые " токи с боковой поверхности экрана, обращенной к лобовой части обмотки, будут перетекать не только на внутреннюю кромку, но и на часть экрана, которая расположена между плитой и магнитопроеодом, что способствует более равномерному распределению тангенциальных токов в экране, рассредоточению из них массив 35 ва внутренней кромки в массив части экрана, расположенной между плитой и магнитопроводом, и удаление этих

<токов от зоны дна паза крайних пакетов статора. В связй с тем, что нагрев крайних пакетов на половине магнитопровода статора уже незначителен-и не ограничивает диапазон нагрузок, то радиальный размер части экрана расположенной между плитой

45 и магнитопроводом, не превышает половййы радиального размера магнитопровода.

Выполнение в части экрана, расположенной между плитой и магнитопроводом, радиальных пазов переменной глу56 бины, монотонно уменьшающейся от внутренней кромки экрана до боковой поверхности, также способствует уда« лению тангенциальных токов от зубцовой эоны. Рассредоточение тангенциальных вихревых токов, удаление их контуров от зоны дна паза крайних пакетов статора повысит надежность

5 930497 ность 500 МВт и выше достигается в за счет увеличения нагрузочной способности (расширение диапазона нагрузок, повышение мощности7 и повышения надежности работы машин. Так как формы экрана с пазами в предлагае- мой конструкции статора уменьшат вксиальную составляющую магнитной индукции в зубцовой зоне крайних па" кетов, то тем самым уменьшится местный нагрев указанных элементов. А

I как известно, нагрев зоны дна паза крайних пакетов ограничивает допустимую нагрузку генераторов в режимах недовозбуждения и асинхронного хода. Поэтому, применение предлагаемой конструкции статора повысит нагрузочную способность и надежность работы машин.

Внедрение предлагаемой конструкции на турбогенераторах мощностью

599 МВт позволит увеличить его нагрузочную способность не менее, чем на 1 „ что обеспечит экономический эффект в год не менее 50 тыс.руб. на один турбогенератор. Уменьшение радиальной составляющей градиента температуры в крайних пакетах приводит к уменьшению вибрации и шумов.

Формула изобретения

Статор электрической машины ne"" ременного тока, содержащий шихтованный магнитопровод, обмотку, нажимную плиту и электропроводный экран, покрывающий внутреннюю цилиндрическую поверхность плиты и ее боковую поверхность, обращенную к лобовой части обмотки, отличающийся тем,. что, с целью увеличения нагрузочной способности и повышения надежности, экран снабжен дополнительным участком в виде диска, покрывающего боковую поверхность плиты, обращенную к магнитопроводу. гв Источники информации,. принятые во внимание при экспертизе

1. Титов В. В. и др. Турбогенераторы. "Энергия" 1967, с. 37.

2. Постников И. М. и др. Электро0

25 магнитные и тепловые процессы в концевых .частях мощных турбогенерато ров. Киев, 1971, с. 24 °

Фиа1

Заказ 3488/74 Тираж 719 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель H. Сухоярская

Редактор А. Шандор Техред М. Гергель Корректор А. Ференц