Неявнополюсный ротор синхронной электрической машины



Неявнополюсный ротор синхронной электрической машины
Неявнополюсный ротор синхронной электрической машины
Неявнополюсный ротор синхронной электрической машины

 


Владельцы патента RU 2485659:

Научно-производственное объединение "ЭЛСИБ" открытое акционерное общество (RU)

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения. Предлагаемый неявнополюсный ротор синхронной электрической машины содержит вал с магнитопроводящим сердечником, в котором выполнены пазы для обмотки возбуждения, катушки обмотки возбуждения, уложенные в пазы магнитопроводящего сердечника, кольца центрирующие с аксиальными вентиляционными каналами, кольца бандажные и подбандажную изоляцию. Согласно настоящему изобретению бандажные кольца и элементы подбандажной изоляции выполнены с тангенциально ориентированными радиальными прорезями, расположенными по длине бандажных колец в несколько рядов, преимущественно напротив промежутков между торцевыми частями катушек обмотки возбуждения. Технический результат, достигаемый при использовании данного изобретения, состоит в улучшении охлаждения лобовых частей катушек обмотки возбуждения, размещенной в пазах сердечника неявнополюсного ротора синхронной электрической машины. 3 ил.

 

Изобретение относится к области электромашиностроения.

Известны неявнополюсные роторы синхронной электрической машины, где специальные меры для охлаждения лобовых частей катушек обмотки возбуждения не предусмотрены. Тепло из лобовых частей катушек в таких роторах в какой-то мере передается в охлаждающую среду через бандажные кольца с их наружной поверхности, но в основном перетекает в пазовые части обмотки и отводится в охлаждающую среду вместе с теплом, выделяемым в пазовой части обмотки ротора (см., например, Е.Видеман, В.Келленбергер. Конструкции электрических машин. Энергия, Ленинградское отделение, 1972 г., с.116, второй абзац сверху).

Недостатком конструкции является низкая эффективность использования материала обмотки возбуждения ротора.

Известны неявнополюсные роторы синхронных электрических машин, где использовано проточное охлаждение лобовых частей катушек обмотки возбуждения (см. упомянутую монографию, с.116, рис.3-30а, 3-30б). В этих случаях охлаждающая среда в зону лобовых частей катушек обмотки возбуждения подается через осевые вентиляционные каналы в центрирующих кольцах у вала ротора. В варианте конструкции по рис.3-30б охлаждающая среда омывает в основном нижние витки катушек обмотки возбуждения и отводится в зазор между сердечником статора и ротора электрической машины через наклонные отверстия в магнитопроводящей бочке ротора.

Недостаток конструкции - низкая эффективность охлаждения лобовых частей катушек обмотки возбуждения.

В варианте конструкции по рис.3-30а, принятой за прототип, охлаждающая среда омывает и нижние витки катушек обмотки возбуждения, и боковые стороны катушек и выходит из камер лобовых частей катушек обмотки возбуждения через радиальные отверстия в бандажных кольцах ротора.

Недостатками является то, что в зоне лобовых частей катушек обмотки возбуждения во избежание смещения проводников катушек при работе электрической машины по всей высоте катушки расклинены многочисленными дистанционными распорками с образованием сторонами катушек и самими дистанционными распорками многочисленных «камер», закрытых сверху бандажными кольцами, обдув охлаждающей средой боковых сторон катушек возможен только при выполнении в бандажных кольцах радиальных отверстий напротив если не каждой такой «камеры», то по крайней мере большого их количества, что крайне сложно, особенно с учетом того, что соответствующие отверстия должны быть выполнены и в подбандажной изоляции.

Радиальные отверстия в бандажных кольцах являются мощными концентраторами механических напряжений в кольцах, что может чрезмерно затруднить выполнение бандажных колец с необходимым запасом механической прочности.

Задачей предлагаемого изобретения является улучшение охлаждения лобовых частей катушек обмотки возбуждения неявнополюсного ротора синхронной электрической машины.

Технический результат достигается тем, что в неявнополюсном роторе синхронной электрической машины, содержащем вал с магнитопроводящим сердечником (бочкой) ротора, катушки обмотки возбуждения, уложенные в пазы магнитопроводящего сердечника (бочки) ротора, кольца центрирующие с осевыми вентиляционными каналами в зоне их внутреннего диаметра, кольца бандажные, а также подбандажную изоляцию, бандажные кольца и элементы подбандажной изоляции выполнены с тангенциально ориентированными радиальными прорезями, расположенными на длине колец в несколько рядов преимущественно напротив осевых промежутков между торцевыми частями катушек обмотки возбуждения.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показано продольное сечение, на фиг.2 - поперечное сечение (по А-А на фиг.1), на фиг.3 - вид на бандажное кольцо (по Б на фиг.2).

Неявнополюсный ротор синхронной электрической машины содержит вал 1 с магнитопроводящим сердечником (бочкой) 2, в пазах которого размещены катушки 3 обмотки возбуждения. Лобовые части катушек 3 защищены от разрушения центробежными силами при работе электрической машины бандажными кольцами 4, которые посажены на центрирующие кольца 5, имеющие в зоне их внутреннего диаметра аксиальные вентиляционные каналы 6. Кольца бандажные 4 выполнены с несколькими рядами тангециально ориентированных радиальных прорезей 7, отделенных друг от друга в каждом ряду перемычками 8.

На фиг.1 показан вариант исполнения неявнополюсного ротора синхронной электрической машины с нагнетательной системой вентиляции. Охлаждающая среда (ее движение показано стрелками) из зоны повышенного давления у внешних торцов центрирующих колец 5 по аксиальным вентиляционным каналам 6 поступает в зону лобовых частей катушек 3 обмотки возбуждения, проходит под катушками 3 обмотки возбуждения вдоль вала 1, разветвляется в осевые промежутки 9 между торцевыми частями катушек 3 обмотки возбуждения, в осевые промежутки 10 и 11 между катушками 3 обмотки возбуждения и центрирующими кольцами 5 с одной стороны и между катушками 3 обмотки возбуждения и торцами магнитопроводящего сердечника (бочки) 2 с другой стороны, а также в промежутки 12 между боковыми сторонами прямолинейных вылетов катушек 3 обмотки возбуждения из магнитопроводящего сердечника (бочки) 2. Далее через тангенциально ориентированные радиальные прорези 7 в кольцах бандажных 4 и в элементах подбандажной изоляции (на рисунке не показано) выбрасывается из зон лобовых частей катушек 3 обмотки возбуждения.

Улучшение охлаждения лобовых частей катушек обмотки достигается за счет того, что тангециально ориентированные радиальные прорези 7 в бандажных кольцах 4 предлагаемого изобретения обеспечивают:

- большое суммарное сечение для прохода охлаждающей среды;

- уменьшенное аэродинамическое сопротивление зон лобовых частей катушек 3 обмотки возбуждения;

- увеличенный расход охлаждающей среды через зоны лобовых частей катушек 3;

- интенсивный обдув боковых сторон катушек 3, тем более, что эти радиальные прорези 7 в бандажных кольцах 4 «открывают» если не все, то абсолютное большинство упомянутых выше «камер», образованных боковыми сторонами катушек 3 и дистанционными распорками между ними.

Количество прорезей 7 в каждом ряду, количество рядов прорезей 7, размеры перемычек 8 между прорезями 7 в каждом ряду, осевые размеры прорезей 7 (их ширина) могут выбираться конструктивно и достаточно произвольно. Определяющей в подобных конструкциях почти всегда является механическая прочность бандажных колец 4. Следует отметить в связи с этим то обстоятельство, что тангенциально ориентированные радиальные прорези 7 не являются мощными концентраторами механических напряжений, как цилиндрические отверстия в бандажных кольцах ротора-прототипа. Поэтому механические напряжения в бандажных кольцах 4 предлагаемого ротора могут быть обеспечены на достаточно низком уровне.

К достоинствам предлагаемой конструкции можно отнести и то, что в ряде случаев бандажные кольца 4 с тангенциально ориентированными радиальными прорезями 7 могут использоваться как вентиляторы с лопатками в виде перемычек 8, обеспечивающие необходимый расход охлаждающей среды. При этом отдельные вентиляторы становятся ненужными, что упрощает и удешевляет и неявнополюсный ротор, и электрическую машину в целом.

Заявленное изобретение применяется в синхронных машинах серии СДП, СДР, ТГГ-2500.

Неявнополюсный ротор синхронной электрической машины, содержащий вал с магнитопроводящим сердечником (бочкой) ротора, катушки обмотки возбуждения, уложенные в пазы магнитопроводящего сердечника (бочки) ротора, кольца центрирующие с осевыми вентиляционными каналами в зоне их внутреннего диаметра, кольца бандажные, а также подбандажную изоляцию, отличающийся тем, что бандажные кольца и элементы подбандажной изоляции выполнены с тангенциально ориентированными радиальными прорезями, расположенными по длине колец в несколько рядов преимущественно напротив осевых промежутков между торцевыми частями катушек обмотки возбуждения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, в частности к особенностям конструктивного выполнения роторов электрических машин. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в приводе транспортного средства. .

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей конструктивного выполнения электрических машин, а именно индукторных генераторов. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при создании вращающихся электрических машин с магнитными подшипниками, например турбогенераторов с воздушным охлаждением, имеющих замкнутый цикл вентиляции.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и касается систем охлаждения статоров посредством жидкого хладагента (охлаждающего агента), например воды или масла.

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к турбогенераторам с газовым охлаждением. .

Изобретение относится к электротехнике, а именно к многофазному генератору электрической энергии (1), содержащему ротор (2) и статор (3), центрированные на оси вращения (4) ротора (2) и охлаждаемые при помощи по крайней мере одной цепи циркуляции (5) охлаждающей среды, генератор подает электрическое питание в сеть (6) через по крайней мере одно устройство согласования (7) рабочей частоты генератора (1) с частотой сети (6), в состав статора (3) входит, по крайней мере, часть 9 элементов устройства (7) согласования частоты.

Изобретение относится к энергомашиностроению и может применяться как средство автономного энергоснабжения навигационных систем судов, самолетов, космических аппаратов, где имеются жесткие требования к качеству тока по частоте и напряжению.

Изобретение относится к электротехнике и касается особенностей выполнения жидкостнозаполненных электрических машин. .

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано при изготовлении одно- и трехфазных двигателей, в том числе для бытовых многопрофильных систем.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к низкооборотным электрическим генераторам, и может быть использовано, в частности, в ветроэнергетических установках.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, в частности к особенностям конструктивного выполнения роторов электрических машин. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электромашиностроении в явнополюсных электрических машинах. .

Изобретение относится к области электромашиностроения, а более конкретно к конструктивным элементам охлаждения обмотки ротора явнополюсной электрической машины.

Изобретение относится к электротехнике и электромашиностроения и может быть использовано в высоковольтных электрических машинах, в частности в турбогенераторах с номинальным напряжением 110 кВ и выше.

Изобретение относится к области электротехники и машиностроения. .

Изобретение относится к области электротехники. .

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей конструктивного выполнения полюса погружной электрической машины с жидкостным охлаждением, предназначенным для электрических машин, используемых, например, для электромагнитного перемешивания жидкого металла на машинах непрерывного литья заготовок.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к выполнению устройства или комплекта из множества устройств, каждое из которых содержит множество вытянутых вдоль продольной оси и уложенных друг на друга в стопку вдоль вертикальной оси стержней обмотки, каждый из которых содержит четыре направленных параллельно к продольной оси и попарно в направлении перпендикулярной к продольной оси и вертикальной оси поперечной оси, лежащие рядом друг с другом, а также лежащие попарно вдоль продольной оси друг за другом канала охлаждения, каждый из которых соответствующим входом входит в одну из двух расположенных примерно соосно относительно продольной оси зону выхода газа и там переходит в направленный под острым углом к вертикальной оси выходной канал.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к роторам турбогенераторов с непосредственным газовым охлаждением обмотки возбуждения 1, проводники которой 1а, 1b, 1с, 1d расположены в пазах 2 поковки 3 ротора, закрытых пазовыми клиньями 4.

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей конструктивного выполнения роторов (якорей) электрических машин, содержащих вал, сердечник из листов в виде колец из тонколистовой электротехнической стали, обмотку и элементы осевого крепления сердечника, в том числе на валу.
Наверх