Статор электрической машины

Статор электрической машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

938349

ОП.ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.12.80 (21) 3212003/24-07 с присоединением заявки М (51)М. Кл.

Н 02 К 1/20

Н 02 К 9/20 евоударотееииый комитет

СССР по делам иэабретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 23.06 82 Бюллетень № 23 (53) УДК621.313. . 713 (088. 8) Дата опубликования описания 23.06.82 (72) Авторы изобретения

Г. Г. Счастливый, Г. М. Федоренко, В. И. Выговский и В. Н. Николаев

Институт электродинамики АН Украинской CCP и Специальное конструкторское бюро при Институте электродинамики

АН Украинской CCP (71) Заявители (54) CTATOP ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к устройству статора электрической машины, например турбогенератора.

Известна конструкция статора электрической машины с газовым охлаждением, в которой каналы охлаждения находятся у дна паза. Для более интенсивного охлаждения вместо газового приме някт жидкостное охлаждение, для чего в каналы помещают охлаждающие трубки, по ко-. торым циркулирует жи дкий хла дагент, например вода (1).

Однако такие конструкции сложны в изготовлении, при циклических нагрузках возможны утечки хладагента, а также обладают недостаточной ремонтопригодностью. Кроме того, в таких конструкциях вследствие неравномерности потерь, выделяемых в крайних. пакетах сердеч- 2о ника статора, остается существенная неравномерность температурного поля, являющаяся в значительной степени источником дополнительного шума, вибра2 ций, тепломеханических напряжений, ко» торые в конечном итоге приводят к понижению надежности и нагрузочной способности машины в целом.

Известна конструкция электрической машины, в которой, с целью повышения надежности путем увеличения интенсивности охлаждения, статор содержит конические тепловые трубы, расширякщйеся в зоне вентилятора (2) .

Однако такая конструкция малоэффективна в электрических машинах больших мощнос;ей, например турбогенерат орах, не обеспечивает эффективного охлаждения крайних пакет ов сер печника ста тора, в особенности зоны максимальных тепловыделений — дна паза крайних пакетов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для охлаждения статоров вращакицихся электрических машин с помощью тепловых труб, устанавливаемых непосредственно в паз электрической машины

3 9383 в том числе и на дне паза. Конденсационные части тепловых труб в рассматриваемой конструкции выведены we корпуса статора и внутреннего щитового пространства машины и расположены в прост- 5 ранстве с самостоятельным охлаждением $3J .

Однако известное устройство слишком громоздко. B процессе эксплуатации машины, в особенности при циклических 10 нагрузках, ослабевает контакт испарительной части тепловой трубы с элементами конструкции, которые подлежат охлаждению.

Тепловое сопротивление к стенке теп« 15 ловой трубы от пакета существенно увеличивается, вследствие чего эффективность охлаждения тепловыми трубами соответственно снижается. Кроме того, в устройстве тепловую трубу можно установить только в необмотанном статоре. Замена же тепловой трубы, например, после исчерпания ее ресурса. работы требует перемотки всей обмотки статора, т.е. рассматриваемая конструкция обладает также недостаточной ремонтопригодностью.

Iles изобретения — повышение надежности и нагрузочной способности машины путем увеличения интенсивности охлаждения крайних пакетов сердечникй статора и стабилизации их теплового состояния.

Поставленная цель достигается тем, что в статоре электрической машины, 35 например, турбогенераторе, содержащем шихтованный, разделенный на пакеты сердечник с пазами для обмотки, стержни статора, нажимные фланцы, нажимные пальцы, вентиляционные каналы между

40 нажимными фланцами, пальцами и крайними пакетами, тепловые трубы, установленные в пазах крайних пакетов, внутренние и наружные поверхности которых выполнены расширя@щимися к зоне охлаж45 дения, тепловые трубы выполнены в форме клина в продольном направлении (параллельно продольной оси электрической машины) с прямоугольным поперечным сечением и прибопчены к кронштейнам, 50 установленным на нажимных фланцах с возможностью осевого перемещения и регулируемого прижатия испарительной части тепловой трубы к дну паза крайних пакетов и стержню статора, конденсационная часть тепловой трубы имеет ребра оох55 лаждения и установлена в вентиляционных каналах между нажимным фланцем и крайним пакетом.

49 ф

Дпя выполнения кпиновидного соеди нения между испарительной частью пепловой трубы и стержнями статора установлена клиновидная прокладка, образующая вместе с тепловой трубой в зоне крайних пакетов сердечника статора встречное клиновидное контактное соединение.

Кроме того, с целью повышения ремонтопригодности (ремонт или замена тепловых труб), нажимной фланец по нижней своей кромке выполнен с аксиальными каналами, тангенциапьный шаг которых равен зубцовому шагу сердечника статора, ширина и глубина каналов не превышает ширину и высоту ребер конденсационной части тепловой трубы.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство статора электрическоймашины, общий вид; на фиг. 2 — счение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1.

Над дном пазов крайних пакетов сердечника статора установлены тепловые трубы 1; вьшолйенные в форме клина, конденсационные участки 2 которых установлены в вентиляционных каналах между нажимными фланцами 3, крайними пакетами 4 и пальцами 5. Со стороны стержней 6 обмотки статора установлен клин 7 из высокопрочного электроизоляционного материала, который широким торцом упирается, например, в четвертый по счету от краев пакет 8 сердечника ñòaòîðà. При. этом клин 7 и тепловая труба 1 образуют встречное клиновидное контактное соединение.

Возможность осевого перемещения и регулируемого прижатия испарительной части тепловой трубы и дну паза крайних пакетов и стержню статора обеспечивается наличием узла 9, установленного на нажимном фпанце Э, и болта 10, который с помощью, резьбового соединения соединяет тепловую трубу 1 и пакет 8.

Лля улучшения теплового контакта между испаритепьной частью тепловой трубы и дном паза крайнего пакета между ними проложена прокладка 11 из стекпоткани, пропитанная теплопроводящей пастой. Между стержнем 6 обмотки статора и клином 7 проложена прокладка

12, предохраняющая повреждение изоляции стержня.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Тепловыделения у дна паза крайнего пакета благодаря наличию хорошего теп

5 9383

aoaoro контакта отводятся тепловой тру.

Ф бой через посредство хорошо развитой ребристой поверхности конденсвционной части в вентиляционные каналы между нвжимным фланцем и крайним пакетом, в которых обеспечивается интенсивное охлаждение теплоотдвющих поверхностей. Вследствие этого происходит понижение величины температуры s зоне повышенных тепповыделений у дна паза 10 крайних пакетов.

Предложенная конструкция позволяет относительно просто обеспечить надежный тепловой контакт с дном паза край них пакетов (у которых, как правило, наблюдаются максимальные тепловыделения; в мощных турбо- и гидрогенераторах) и благодаря этому отвести тепловыделения у дна паза пакета в расположенный в непосредственной близости от крайнего па- 20 кета вентиляционный канал между нажимным фланцем, пальцами и крайним пакетом. При этом не требуется применение сложных дорогостоящих конструкций и увеличения затрат энергии нв дополнитель- 5 ную интенсификацию охлаждения указанной зоны с максимальными тепловыделениями пакета.

Как показывают проведенные расчеты устройство позволит понизить мвксималь- щ ную температуру у дна паза крайних пакетов до уровня средней температуры крайних пакетов при работе с номинальной активной нагрузкой с повышенным

СОВ и в режимах недовозбуждения при

СО У от 1,0 до 0,95.

Снижение повышенной температуры у дна паза крайнего пакета до уровня средней в маневренных режимах повышает надежность турбогенераторов и увеличивает межремонтный период.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства в год при работе в маневренных режимах, например, дпя турбогенератора мощностью 200 МВт составляет 197,7 тыс. руб.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Швейцарии, No 582g69, кл. Н 02 К 9/12, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

No 541244, кл. Н 02 К 9/20, 1976.

3. Авторское свидетельство ЧССР

M 59178, кп. Н 02 К 9/20, 1974.

Формула изобретения

1. Ствтор электрической машины, содержащий шихтованный разделенный

49 6 на накеты.сердечник с пазами, в которых расположены стержни, нажимкые фланцы и нажймные пальцы, образукщие с крайними пакетами сердечника вентиляционнйе каналы, и установленные в пазах крайних пакетов тепловые трубы с кьнденсационным оребренным и испарительными участками,. внутренние и наружные поверхности которых выполнены. расширякщнмися к торцам сердечника, о тл и ч в ю шийся тем, что, с целью повьппеция надежности и нагрузочкой способности путем интенсификации охлаждения и стабилизации теплового сос тояния крайних пакетов сердечника при переменных нагрузках, каждая из тепловых труб выполнена в виде клина и прикреплена к установленному на нажимном фпанце кронштейну с возможностью осевого и радиального перемещений, обеспечивающих контакт испарительного участка тепловой трубы с дном паза .крайних пакетов и со стержнями, а конденсационные участки тепловых труб расположены в упомянутых вентиляционных каналах.

2, Статор, по и. 1, о т и и ч в юшийся тем, что между испарительным участком каждой тепловой трубы и стержнями установлена клиновая прокладка, образующая с тенповой трубой встречное .клиновидное контактное соединение.

3. Ствтор по п. 1, о т и и ч в юшийся тем, что, с цепью повьипения ремонтопригодности, нвжимной фпвнец по нижней своей кромке выполнен с аксивльными каналами, твкгенцивж ный швг которых равен зубповому шагу сердечника,а ширина и глубина каналов не цревышвет. ширину и высоту ребер конденсационного участка тепловой трубы, 938349

Вид б

Фиг 3

Составитель Л. Карцева

Редактор Н. Лазаренко Техред Л. Лч Корректор B. Синицкая

Заказ 4477/76 Тираж 721 Подписное

ВНИИПО Государственного комитета СССР по делам изобретений, и открытий

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

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