Электрическая машина с газовым охлаждением

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАОМНА С ГАЗОВЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ С радиально-тангенцисшьной вентиляцией,содержащая ротор с непосредственным охлаждением обмотки, подразделенный пазовыми клиньями на чередующиеся зоны входа и выхода газа, статор, включающий корпус и сердечник, разделенные в пространстве между ними продольными перегородками на четное число секторов , и аксиальные перегородки, выступающие в зазор между ротором и статором , закрепленные на внутренней поверхности статора в количестве, равном числу пар секторов, установленные равномерно по окружности и являющиеся продолжением продольных перегородок , отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения, на внутренней поверхности статора по границам входных и выходных зон ротора на длине одного сектора закреплены тангенциальные перегородки, одной торцовой стороной (g примыкающие к аксиальным перегород (Л кам, образующие карманы, открытые в одну сторону, предотвращающие рециркуляцию газа в аксиальном направлении. со 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) Н 0 2 К 9 0 8

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ! К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

S)) .:.. (21) 3533044/24-07 (22) 07.01.83 (46 ) 15, 06. 84. Бюл. 9 22 (72) Г.М.Хуторецкий, A.Ä,Èãíàòüåâ, И,A. Пригоровский, A,È.Воронцов, Э.И.Гуревич и И,Ф.Филиппов (71) Ленинградское электромашиностроительное объединение Электросила им, .С.М.Кирова (53) 6 21. 313. 713 (088. 8) (56) 1. Патент Англии 9 173245, кл. Н 2 A 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

9 875542, кл, Н 02 К 9/08, 1979 ° (54)(57) ЭЛЕКТРИ НСКАЯ МАШИНА С ГАЗО"

ВЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ с раднально-тангенциальной вентиляцией, содержащая ротор с непосредственным охлаждением обмотки, подразделенный пазовыми клиньями на чередующиеся зоны входа и выхода газа, статор, включающий корпус и сердечник, разделенные в пространстве между ними продольными перегородками на четное число секторов, и аксиальные перегородки, выстулающие в зазор между ротором н статором, закрепленные на внутренней поверхности статора в количестве, равном числу пар секторов, установленные равномерно по окружности и являющиеся продолжением продольных перегородок, о тл и ч аю ща я с я тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения, на внутренней поверхности статора по границам входных и вых одных з он ротор а н а дли н е одн ого сектора з акреплены тангенциальные перегородки, одной торцовой. стороной ж

Ф примыкающие к аксиальным перегородкам, образующие карманы, отк рытые в одну сторону, предотвращающие рециркуляцию газа в аксиальном направлении. С

1098077

Изобретение .относится к электромашиностроению, н частности к электрическим машинам с газовым охлажде— нием статора и ротора.

Известна электрическая машина с

r газовым охлаждением с многоструйной радиальной вен тиляцией с продольным секциониронанием и радиально-тангенциальной вентиляцией, с газаразделительными кольцевыми перегородками, которые монтируются н крайних пакетах сердечника статора (1)

Однако в такой электрич ской ма. шине не предусматривается установка направляющих элементон с целью регулирования потоков газа в воздушном 15 зазоре электрической машины, образованном расточкой сердечника статора и наружным диаметром бочки ротора.

Кроме того, известная система не .исключает некоторого перемешинания 70 потоков горячего и холодного газа в воздушном з азоре, что снижает эффективность охлаждения ротора.

Наиболее близкой к изобретению является электрическая машина с газовым„-,охлаждением с радиально-тенгенциальной вентиляцией, содержащая ротор с непосредственным охлаждением обмотки, подразделенный пазовыми клиньями на чередующиеся зоны входа и выхода газа, статор, включающий корпус и сердечник, разделенные в пространстве между ними продольными перегородками на четное число секторов, и аксиальные перегородки, выступающие в зазор между ротором и статором, закреплен- 35 ные на внутренней поверхности статора в количестве, равном числу пар секторов, установленные равномерно по окружности и являющиеся продолжением продольных перегородок (2) . 40

В данной машине охлаждающий гаэ, движущийся из-эа спинки статора по радиальным каналам, попадает н зазор между статором и ротором, где под действием последнего закручина- 45 ется, приобретая скорость с преобладающей тангенциальной составляющей и соответствующий напор. Перемещаясь по з аз ору по н аправлению вращения, за к рученный поток газа встречает на своем пути препятствие — аксиакльную перегородку, вследст вие чего происходит торможение, вызывающее повышением избыточного статического напора газа н

3 аз оре в пр омежутк ах между ак сиальнымы перегородками.

В результате чередования зон забора холодного газ а и выброса горячего газа из ротора вдоль воздушного зазора происходит рециркуляция газа в аксиальном направлении,что приводит 60 к снижению в секторах холодного газа статического напора, преимущественно в зонах забора холодного газа ротором, а это снижает скорость газа в к а н ал ах р отор а и, следов ател ь н о, уменьшает эффективность охлаждения обмотки ротора

Целью изобретения является понышение эффективности охлаждения.

Для достижения поставленной цели электрической машине с газовым охлаждением с радиально-тангенциальной вентиляцией, содержащей ротор с непосредственным охлаждением обмотки, подразделенный пазовыми клиньями на чередующиеся зоны входа и выхода газа, статор, включающий корпус и сердечник, разделенные в i.ðîñòðàíñòâå между ними продольными перегородками на четное число секторов, и аксиальные перегородки, выступающие в зазор между ротором и статором, закрепленные на внутренней поверхности статора н количестве, равном числу пар секторов, установленные равномерно по окружности и являющиеся продолжением продольных перегородок, на внутренней поверхности статора по границам нходных и выходных зон ротора на длине одного сектора закреплены тангенциальные перегородки, одной торцовой стороной примыкающие к аксижьным перегородкам, образующие карманы, открытые н одну сторону, препредотвращающие рециркуляцию газа в аксиальном направлении.

На фиг. 1 показана электрическая, машина, поперечный разрез; на фиг.

2 — вид A на фиг.1 (из расточки статора на карманы, образованные на внутренней поверхности сердечника статора) на фиг. 3 — электрическая машина, продольный разрез.

Электрическая машина содержит ротор 1, статор 2, состоящий из корпуса 3, и сердечника статора 4. Между корпусом и сердечником статора по всей активной длине размещены продольные перегородки 5, разделяющие пространство между корпусом и сердечником на чередующиеся сектора, например, холодного газа 6 и горячего

7. На внутренней поверхности сердечника статора в секторах холодного газа 6 образованы карманы 8. Продольными стенками карманов 8 янляются аксиальные перегородки 9, а поперечными — тангенциальные перегородки

10. Карманы выполнены открытыми в сторону сектора горячего газа 7. Сердечник статора 2 набран из отдельных пакетов 11, разделенных радиальными вентиляционными каналами 12.

Ротор подразделен пазовыми клиньями на чередующиеся в аксиальном направлении зоны 13 и 14 для входа и выхода охлаждающего газа из ротора.

Между сердечником статора 4 и ротором 1 образован зазор 15. На валу ротора 1 расположены центробежные вентилятора 16. В корпусе статора устанонлены газоохладители 17 и зак1098077

10 дида

11

Фиг.2

1Б

ilk

ВНИИПО Заказ 4220/44 Тираж 667 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4 рытия 1 8, отделующие пространство зазора 15 от зоны разряжения 19 вен— тилятора 16. Между корпусом 3 и газоохладителем 17 расположена зона напора газ а 20.

На фиг, 1 показано направление холодного газа: точкой — движение газового потока к нам (к газоохладителям 17), крестом — от нас (от газоохладителей 17) .

При работе электрической машины из секторов горячего газа 7 через зоны разряжения 19 вентилятором нагретый газ подается в газоохладитель

17 и далее в пространство между корпусом и сердечником через зону напора 20 в сектора холодного газа 6 за спинкой статора. Движущийся из-за спинки статора холодный газ по радиальным каналам 12 попадает в зазор

15, где сектора холодного газа 6 подразделены на карманы 8, которые открыты в направлении вращения ротора.

В этих карманах газ, закрученный ротором, встречает на своем пути препятствие — продольную стенку 9 к армана, н ах одяще гося в следующем сек торе холодного газ а, вследствие чего происходит торможение, вызывающее повышение из быточного статического напора газа в воздушном зазоре.

Стенки 9 и 10 карманов уменьшают рециркуляцию холодного газа в тангенциальном и аксиальном направлениях: в тангенциальном направлении — в сторону обратного вращения ротора, в аксиальном — рециркуляцию, вызван-ную чередованием заборных .зон íà рс,торе холодного газа с зонами выбро са нагретого газа, В результате э-.oro увеличивается напор в секторах холодного газа 6 на участках забора газа ротором, что приводит к увеличению скорости газа в.каналах ротора.

Технико-экономический эффект coc— тоит в том,что получение более высокого статического напора гаэа в карманах приводит к снижению темпера туры обмотки ротора на 35-45%, что позволяет повысить мощность работающих турбогенераторов, у которых имеется резерв мощности по турбине.