Статор электрической машины с жидкостным охлаждением и способ его изготовления

 

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения состоит в повышении эксплуатационной надежности путем обеспечения долговечности гидравлических соединений. Статор электрической машины с жидкостным охлаждением содержит охладительные элементы 6 со штуцерами 9, соединенными при помощи изоляционных трубок 7. Благодаря тому, что трубки выполнены из термопластичного полимера и имеют уширение, образующее уплотнение, обеспечивается достижение поставленной цели. 1 с. и 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51>s Н 02 К 9/19, 15/00

ГОСУДАРСТВЕН ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4660450/07 (22) 09.03.89 (46) 30.07.91. Бюл. hk 28 (71) Ленинградское производственное электромашиностроительное обьединение

"Электросила" им. СМ.Кирова (72) lO.Ô.Àìòîíîâ, В.И,Иогансен, И,А.КадиОглы, А.С.Ткаченко и В,П.Чернявский (53) 621.313.713(088.8) (56) Патент Великобритании

М 1277960, кл. Н 02 K 1/20, 1984, Электричество. 1980. hk 2. с. 3-8.

„„ Д „„166720 1А1 (54) CTATOP ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

С ЖИДКОСТНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ И СПОС06 ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к электромаши ностроению. Цель изобретения состоит в повышении эксплуатационной надежности путем обеспечения долговечности гидравлических соединений. Статор электрической машины с жидкостным охлаждением содержит охладительные элементы 6 со штуцерами 9, соединенными при помощи изоляционных трубок 7. Благодаря тому, что трубки выполнены из термопластичного полимера и имеют уширение, образующее уплотнение„обеспечивается достижение поставленной цели. 1 с.и 2 з.п. ф-лы. 7 ил.

1667201

Изобретение относится к крупному электромашиностроению и может быть использовано в конструкциях электрических машин с жидкостным охлаждениеи статора, в частности в мощных турбогенераторах с полным водяным охлаждением, Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности путем обеспечения долговечности гидравлических соединений, На фиг.1 представлен сердечник статора, продольный разрез; на фиг.2 — вид А на фиг,1; на фиг.3 —. сечение Б-Б на фиг.1; на фиг,4 — узел I на фиг.3 (конструкция соединения трубки со штуцером); на фиг.5 — штуцер охладительного элемента с резиновым кольцом; на фиг.б — нагревательное устройство; на фиг.7 — трубка в момент насадки на штуцер и резиновое кольцо.

Сердечник 1 статора электрической машины, закрепленный в корпусе 2 и удерживаемый в сжатом состоянии при помощи нажимных колец 3 и стяжных ребер 4, набран иэ пакетов 5 активного железа, между которыми установлены охладительные элементы 6, соединенные между собой трубками 7.

Охладительные элементы 6 представляют собой плоские силуминовые сегменты с залитыми в них змеевиками из стальной нержавеющей трубки. Концы змеевиков выходят наружу и вместе с отформованными методом холодной штамповки кольцевыми выступами 8 образуют штуцеры 9, возвышающиеся в собранном статоре над спинкой сердечника и предназначенные для крепления трубок 7, осуществляющих гидравлические соединения охладительных элементов.

Гидравлические соединения охладителей электрических машин с водяным охлаждением работают в специфических, присущих только электроустановкам, условиях, характеризующихся одновременным сочетанием таких факторов, как электрические поля высокой напряженности и коронные разряды, приводящие к образованию озона в воздухе, заполняющем внутреннее пространство статора. повышенные рабочие температуры, в особенности при перегрузках и анормальных режимах работы, наличие разности потенциалов между охладителями, размещенными в местах с неоднородным магнитным полем, высокий уровень вибрации внутренних элементов электрической машины из-за воздействия переменного электромагнитного поля, длительный межремонтный период (до 5-7 лет для турбогенераторов) и общий срок службы до 30-40.

Отсюда следует, что материал трубок, соединяющих охладители статора электри5

35 в

55 ческой машины, должен быть диэлектриком, досгаточно эластичным (чтобы противостоять вибрации), теплостойким, химически стойким, иметь гладкую поверхность, препятствующую образованию электропроводных налетов пыли снаружи и отложений внутри. Материалом, отвечающим этим условиям, являются теплопластичные полимеры (полиэтилен, полистирол, винипласт и т.п,), Наиболее стойким из них является фторопласт (закаленный низкокристаллический).

Конец трубки 7 из стойкого термопластичного полимера, например фторопласта, надетый в горячем состоянии на штуцер 9, имеет уширение над и непосредственно за кольцевым выступом 8, образуя вместе с наружной поверхностью штуцера 9 и кольцевого выступа 8 кольцевую камеру конического сечения, в которой размещено резиновое уплотнительное кольцо 10 такого же сечения. Устройство содержит фаску 11.

Непосредственно эа камерой трубка 7 обжата на штуцере хомутом 12.

Согласно способу изготовления статора на штуцер 9 надевают с натягом резиновое кольцо 10 с сечением продолговатой, например прямоугольной формы, Наружный диаметр резинового кольца 10 в надетом состоянии должен превышать диаметр кольцевого выступа штуцера на 5-10 для обеспечения плотного обжатия резины при последующей горячей посадке трубки. Осевая длина резинового кольца 10 должна равняться 1,0-1,5 наружного диаметра штуцера для обеспечения достаточной силы трения, препятствующей осевому сдвигу кольца при надевании трубки, а также необходимого объема резины и полного заполнения резиной кольцевой камеры, образующейся при надевании трубки.

Затем конец трубки 7 длиной, соответствующей посадочной части, ра=лревают до максимально допустимой для материала трубки температуры (для фторопласта

240-250 С, так как свыше 260"Сйачинается разложение фторопласта с выделением токсичных летучих веществ), при этом материал (полимер) переходит в вязкоупругое состояние. Одновременно с нагревом кромки трубки формуют с отгибом наружу для образования заходной фаски 11, облегчающей надевание трубки 7 на штуцер 9. Целесообразно производить дополнительное зенкование торца трубки 7 способом механической подрезки (перед нагревом) для улучшения геометрии и увеличения угла раствора фаски 11. Внутренний диаметр трубки

7 должен быть меньше наружного диаметра штуцера на 3-10 для обеспечения необхо1667201 димого обжатия штуцера трубкой и формов- обеспечения этого свойства имеет применеки камеры под резиновое кольцо. ние в качестве материала трубок полимеНагретый конец трубки 7 надевают с ров, в частности фторопласта. имеющих натягом на штуцер 9 и резиновое кольцо 10, низкий коэффициент трения. причемторецтрубки7продвигается пооси 5 Высокая термическая и химическая штуцера в сторону спинки сердечника 1 нв стойкость материала трубок исключает их расстояние не менее двух диаметров штуце- повреждение озоном, образующимся внутра 9 от резинового кольца 10. При остыва- ри статора при работе электрической машинии трубка 7 уменьшается в диаметре и ны. Резиновые уплотнительные кольца 10, обжимает штуцер 9 и резиновое кольцо 10. 10 находящиеся в замкнутом герметизированПоследнее стремится расшириться в осе- ном объеме и работающие в условиях вс. вом направлении, носодной стороны этому стороннего сжатия, также не подвержены препятствует кольцевой выступ 8 штуцера разрушительному действию озона.

9. Поэтому резиновое кольцо 10 при обжа- Конструкция обладает высокой надежтии расширяется, в основном, в сторону 15 костью, что проверено ускоренными лабоспинкисердечника1, принимая коническую раторными испытаниями на ресурс свыше форму. Одновременно и трубка 7 над рези- 30 лет, а также опытной эксплуатацией на новым кольцоМ10принимаеттакуюжефор- ряде действующих турбогенераторов мощму, образуя коническую кольцевую камеру. ностью 300 МВт.

Нагретая трубка 7 при остывании передает 20 Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я часть тепла резиновому кольцу 10, что вовы- 1. Статор электрической машины с жидшает нолзучесть нагретой резины и облег- костным охлаждением, содержащий охлачает формовку резиновогО кольца 10. После дительные элемеНты сердечника с остывания трубка 7 непосредственно за ре- выступающими наружу за спинку штуцеэиновым кольцом 10 обжимается снаружи 25 рами, имеющими на концах кольцевые хомутом 12 для плотного прилегания к шту- выступы, соединенные между собой гидравцеру 9. лически при помощи изоляционных водоДля нагрева трубок в качестве элект- непроницаемы трубок, насаженных с ронагревателя 13 используется обычный натягом на штуцеры и обжатые снаружи хоэлектропаяльник с насадкой 14, представ- 30 мугами, отличающийся тем. что, с целью ляющей собой медный стержень с диамет- повышения эксплуатационной надежности ром, равным внутреннему диаметру трубки, путем обеспечения долговечности гидравлии коническим утолщением в основании для веских соединений, упомянутые трубки выформовки заходной фаски 11 на конце труб- полнены из стойкого термопластичного ки 7. Электронагреватель может быть снаб- 35 полимера. преимущественно фторопласта, жен регулятором мощности для исключения и имеют уширение за кольцевым выступом перегрева трубок до температуры, при кото- со стороны спинки сердечника, образующерой начинается термическое разложение го вместе с наружными поверхностями штуматериала. Можно заранее подобрать мощ- цера и кольцевого выступа кольцев ю ос ь электронагревателя таким образом, 40 камеру конического сечения, в которой разУ чтобы исключить перегрев трубки. мещено резиновое уплотнительное кольцо, татор работает следующим образом. а хомут, обжимающий трубку на штуцере, В системуохлаждения сердечника 1 по- расположен между кольцевым выступом дается жидкость(вода) под давлением, При штуцера и спинкой сердечника за указанмалых давлениях герметичность соедине- 45 ной камерой. ния трубок 7 со штуцерами 9 охладительных 2. Способ изготовления статора электэлементов 6 обеспечивается за счет упругих рической машины с жидкостным охлаждесвойств резинового уплотнительного коль- нием по п. 1, включающий насадку с нат дку с натягом ц . ри повышении давления создается изоляционных водонепроницаемых трубок усилие, направленное вдоль штуцера 9, ко- 50 на штуцеры охладительных элементов и поторое, преодолевая силу трения, стремит - следующее Обжатие трубок на штуцерах с ся стянуть трубку 7 со штуцера 9, однако помощьюхомутов,отличающийся тем, этому препятствуют кольцевой выступ 8 чтотрубкивыполняютсвнутреннимдиаметштуцера 9. резиновое кольцо 10 и хомут 12. ром на 3-107 меньше наружного диаметра

Движение трубки 7 приводит к смещению 55 штуцера, перед насадкой их разогреваютдо хомута 12 в сторону кольцевого выступа 8 и температуры на 10-20 ниже температуры уплотнению резинового кольца 10. чему химического разложения полимера и кромспособствует его коническая форма. Таким ки трубок формуют с отгибом наружу для обрезом, соединение обладает свойствами образования заходной фаски, на штуцер несамоуплотнения, Важное значение для посредственно за кольцевым выступом над1667201

ФО2, 7

8и3 й

Фие. 2евают с натягом резиновое кольцо с удлиненным сечением, преимущественно прямоугольной формы, причем наружный диаметр резинового кольца в надетом состоянии превышает диаметр кольцевого выступа штуцера на 5-10, а осевая длина составляет 1,0-1,5 наружного диаметра штуцера, затем разогретый конец трубки надевают с натягом на штуцер с резиновым кольцом и после осты вания обжимают хомутом непосредственно за резиновым кольцом со стороны спинки сердечника.

3, Способ по и. 2, о т л и ч а ю щ и 4 с я тем, что перед надеванием трубок на штуце5 ры используют злектронагреватель для нагрева трубок, имеющий цилиндрическую насадку с диаметром, равным внутреннему диаметру трубок, и коническим утолщением в основании для формовки заходной фаски

10 на концах трубок, 1667201

ФиГ. 5

Составитель Н.Мотин

Техред М.Моргентал

Корректор С.Шевкун

Редактор А.Огар

Заказ 2531 Тираж 341 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101