Ротор электрической машины

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЙ4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (si) 4 Н 02 К 1/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54)(57) РОТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ИА1 1ИНЫ, содержащий закрепленный на валу остов и цилиндрический обод, состоящий из шихтованных вперекрой отдельных сегментов, имеющих пазы на внутренней поверхности для крепления на остове и пазы на наружной поверхности для крепления системы возбуждения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения расхода стали, сегменты выполнены с выступами и впадинами, при помощи которых сопрягаются между собой сегменты соседних слоев, причем сегменты по наружной и внутренней поверхностям связаны между собой, например, с помощью приваренных планок, установленных в пазах.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3237953/24-07 (22) 13.02.81 (46) 23.07.86. Бюп. Р 27 (71) Ленинградское электромашиностроительное производственное объединение Электросила 1 им.С.M.Êèðîâà (72) А.А. Дукштау и П.Н. Фролов (53) 621.313.32(088.8) (56) Абрамов И.А., Иванов-Смоленский А.В. Проектирование гидрогенераторов и синхронных компенсаторов.

М.: Высшая школа, 1978, с. 36.

Домбровский В.В. и др. Проектирование гидрогенераторов. M. Ë.:

Энергия, 1965, ч. I, с. 16-18, ч. II, с. 146.

„„SU, 1246248 А 1

1246248

Изобретение относится к электромашиностроению, более конкретно к конструкции ротора электрической машины.

Известен ротор электрической ма- 5 шины, содержащий остов с налом, обод, собранный из отдельных плоских колец, скрепленных между собой в цилиндр с помощью шпилек, и закрепленные на ободе полюса. 10

Недостатком такого ротора является ограниченность его размеров транспортными габаритами, что резко снижает область его применения, Указанный недостаток ус..раняется выполнением обода из отдельных сегментов топколистовой стали,, собираемых I3 кольцо послойно вперекрой (стьнси между сегментами в смежных слоях не совпадают) и стянутых шпиль- рд ками.

Ободы мощных электрических машин, например гидрогенераторов, могут .иметь диаметр более 10 м, а их вес ,составляет сотни тонн, у5

Радиальное сечение такого обода ротора значительно превосходит сечение, требуемое по условиям магнитной загрузки, и определяется механическими нагрузками. ЗО

Снижение веса обода достигается постоянным совершенствованием качества тонколистовых сталей, повышением их прочностных характеристик.

Однако дальнейшее снижение сечений

35 ободов ограничивается возможностями существующей конструкции.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является ротор электри,4Î ческой машины, содержащий остов с надставкой вала к цилиндрический обод, состоящий из отдельных сегментов, шихтснанных нперекрой, и кмеющий пазы на внутренней поверхности

45 для крепления на остове ротора и пазы на наружной поверхности для крепления полюсов или обмотки.

Недостатком известного ротора является наличие шпилек, стяг BGIOIIIHx сегменты, что по условиям прочности уве- 5в личинает размеры обода я его вес, а следовательно, к расход высококачественной стали. Отверстия под стяжные шпильки занимают весьма значительную часть сечения обода. 55

Шпильками ослабла тся живое сечение обода, они соз..иот дополнительную механическую .ыгрузку на обод.

Для обеспечения необходимой прочности из-эа ослабления сечения обода отверстиями под шпильки приходится резко увеличивать его ширину.

Целью изобретения является увели— ченке прочности обода при заданных габаритах или снижение металлоемкрсти при заданной прочности.

Поставленная цель достигается тем, что в роторе электрической машины, содержащем закрепленный на валу остов и цилиндрический обод, состоящий из шяхтонанных вперекрой отцельных сегментов, имеющих пазы на внутренней поверхности для крепления на остове и пазы на наружной поверхности для крепления системы возбуждения, сегменты выполнены с выступами и впадинами, посредством которых солряга.отся между собой сегменты соседних слоев, причем сегменты по наружной и внутренней поверхностям связаны между собой, например, с помощью приваренных планок, установленных в пазах.

На фкг. 1 гоказан обод ротора электрической машины, вяд с торца; на фиг. 2 — сечение А-Л на 1 иг. 1, в случае выполнения сегмента с выступами, расположенными в одну сторо— ну; на фиг. 3 — то же, в случае выполнения сегмента с выступами, расположенными в противоположные стороны; на фиг. ч — схема сборки обода ротора, в случае использонапия сегмента на фиг. 2; на фиг. 5 — то же, в случае использования сегмента на фиг, 3.

Ротор электрической машины содержит сегменты 1, имеющие пазы 2,цля крепления полюсов с обмоткой (системы возбуждения) и пазы 3 для крепления обода к остову, Крепящие планки ч установлены в пазах и приварены к сегментам. Сегменты 1 выполнены с выступами S к впадинами 6 и могут иметь выступы и впадины с двух сторон в чередующемся поряцке. С помощыа выступов 5 и впадин 6 opr-анизована связь между отдельными сегментами 1 при сборке шихтованного обода вместо применения шпилек с сохранением живого сечения.

Если диаметр основания конуса (впацины) 6 выбрать равным 6-8 толщины сегмента, то толщина стенки в сечении конуса при штамповке практически н,изменит своей первоначальной толщины.

3 1246

Конические образования выступов и впадин в сегментах штампуются таким образом, чтобы при сборке обода ротора послойно вперекрой выступы последующего слоя совпадали с впадинами предыдущего.

После сборки обода он обычно прессуется. В состоянии запрессовки в холостые пазы 3 на внутренней поверхности обода, служащие для связи обо- tO да с остовом ротора, а также в такие же прямоугольные пазы, отштампованные по наружной поверхности обода, заложены планки 4 и сварены с сегментами обода для обеспечения его монолитности. Таким образом достигается бесшпилечная конструкция обода ротора мощной электрической машины, обеспечивающей эффективную работу живого сечения обода. 20

Еще лучший результат можно получить, если выступы 5 и впадины 6 будут образовываться в процессе точной прокатки листов для сегментов. В этом случае может гарантиро — 25 ваться отсутствие остаточных местных напряжений.

Предлагаемое устройство реализуется двумя вариантами исполнения (фиг. 4 и 5).

В первом случае обод ротора собирается из сегментов (фиг. 2), в ко248 4 торых выступы расположены в одну

l сторону.

Во втором случае обод ротора собирается из сегментов (фиг. 3), в которых выступы расположены в -противоположные стороны в чередующемся порядке.

При вращении ротора возникают значительные нагрузки, создающие растягивающие и вибрационные напряжения на ободе. Указанные напряжения стремятся сдвинуть сегменты в радиальном направлении.

В известных конструкциях ободов для связи сегментов служат шпильки, но отверстия под шпильки ослабляют сечение обода и для сохранения необходимой прочности заставляют значительно увеличивать его размеры.

Согласно изобретению выштампованные выступы и углубления взаимно фиксируются и тем самым исключают смещение сегментов в радиальном и тангенциальном направлениях.

Использование изобретения позволить повысить прочность обода или при заданной прочности сократить значительно размеры обода, что приведет к экономии высококачественной стали, На одну машину экономия стали составляет в зависимости от типа машины

10-157 веса обода ротора, т.е. 5080 т высококачественной стали.

ВНИИПИ 3аказ 4014/49 ТиРаж 631 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4