Статор электрической машины

 

Союз Советск ни

Социапкстическнк

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пи905944 (6l ) Дополнительное к ввт. свид-ву (22) Заявлено 17.03,80 (2l) 2893052/ 4 07 с присоединением заявки М(23) Приоритет

Опубликовано 15.02.82. 6ктллетеиь Рй 6

Дата опубликования описания 15.02,8g (БФ)M. Кл.

Н 02 К 1/16

Государственный кенитет

СССР ив делам изабретений н етнрьций

f 53 ) УД К621.31 3, .713 (088.8} (723 Авторы изобретения

Н.Л. Битюцкий, Е. Х. Глидер, В. Б; Каплунов, .И,Я, Лицов и И. Я. Черемисов

Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт тяжелого элект омашиностроенця завода Элекгротяжмаш нм, В(И» Ленина (71) Заявитель (54} СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к электромашИностроению, в частности к устройству статоров мощных турбогенераторов.

Известен статор электрической машины, шихтованный магнитопровод которого состоит из уложенных с перекрытием стыков выштамповок — сегментов электротехнической стали, закрепленных продольными стяжными элементами, причем линии сопряжения соседних сегментов в слое направлены по радиусу(3.) .

Недостатком этой конструкции статора является повышенный нагрев сегментов сердечника статора в зоне крайних паке15 тов, обусловленный вытеснением к краям

I контура сегмента вихревых .токов, вызванных общим потокосцеплением,с акспцльным магнитным полем, Для расширения нагрузочной способности статора турбогенератора большой мо цности целесообразно уменьшение плошади контура сегмента, например путем уменьшения шага сегментирования.

Наиболее близким к предлагаемому является статор электрической машины, например турбогенератора, содержащий обмотку и шихтованный магнитопровод, набранный иэ сегментов электротехничеокой стали, уложенных с перекрытием стыков в соседних слоях и закрепленных продольными стяжными элементами (2) .

B указанной конструкции в крайних пакетах магнитопровода статора -размещены сегменты, меньшие по плошади, чем в основных пакетах, удаленных от торцов. Уменьшение площади сегментов достигнуто за счет местного увеличения размеров паза. Это приводит к некоторому уменьшению плошади контуров вихревых токов в зубцах, а следовательно, и добавочных потерь от аксиального мат нитного поля рассеяния. Однако снижение. нагревов в крайних пакетах в известной конструкции незначительно, .так как участок максимального нагрева в концевой части,магнитопровода, расположен в ярме под дном паза. Кроме того, увели3 90594 ченные зазоры между обмоткой и активной сталью в концевых частях приводят к повышенной вибрации и пробою изоляпии обмотки статора.

Целью изобретения является повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что в статоре электрической машины, например турбогенератора, содержащем обмотку и шихтованный магнитопровод, набран- 10 ный из сегментов электротехнической

Р стали, уложенных с перекрытием стыков в соседних слоях и закреплеНных прододь ными стяжными элементами, по крайней мерв на части длины магнитопровода уло- ts жены сегменты, линии сопряжения которых друг с другом направлены под углом к радиусу.

Сегменты в соседних слоях могут быть развернуты на 180О и установлены щ с перекрытием стыков бодее чем двух сегментов.

Боковые стороны сегментов вдоль линии сопряжения с соседними сегментами в слое выполнены с выемками, образук - д шими цри шихтовке аксиальные каналы.

Вариантом конструкции является статор, в магнитопроводе которого соседние ,сегменты в слое попарно соединены перемычками, расположенными в зоне ярма.

На фиг. 1 приведен статор турбогенератора, продольный разрез на фиг. 2сечение А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - се мент из электротехнической стали! HB фиг. 4 - вариант конструктивного исполнения сегментов из электротехнической стали, где сегменты соединены в зоне ярма перемычками, выполненными зацедо с сегментами, Статор содержит магнитопровод 1, зафо крепленный продольными стяжнь ми элементами 2 и зафиксированный в аксиальном направлении нажимными кольцами. 3. Б расточке статора размещена обмотка 4, закрепленная в пазной части изоляционным" цилиндром G. Лобовые части обмотки зажаты между изоляционными элементами

6 g 7. HB нажимном кольце 3 размешен кольцевой шихтованный магнитный шунт 8.

В торповой части магнитопровода в край о них пакетах со ступенчатым скосом магнитопровода 1 и магнитном шунте 8 установлены сегменты 9 с уменьшенной т площадью. При других конструктивных., йсполнениях сегменты 9 могут быть 55 уложены только в крайне пакетах или . чголько B маГнитнОМ шунте в зависиыос ти От ТОГО, B KBKoM из указанных узлов требуется снизить концентрацию добавочных потерь от аксиального магнитного поля рассеяния лобовых частей.

Линии сопряжения 10 и следовательно, боковые стороны сегментов, направленные вдоль этих линий, образуют угол й, с радиусом, проведенным через геометрическую ocb магнитопровода. В соседних

1 слоях могут быть установлены одинаковые сегменты, причем сегменты повернуты так, что линии сопряжения 10 сегментов

;9 в одном слое направлены под углом к линиям сопряжения сегментов в другом слое. Между пересекающимися линиями сопряжения закпючены участки сегментов, создающие перекрой между слоями. При уменьшении площади сегментов (шага сегментировки) улучшение механических характеристик магнитопров ода достигается тем, что сегменты 9 устанавливаются с перекрытием более чем двух сегментов соседнего слоя, в частности в приведенном примере конструктивного исполнения статора каждый сегмент перекрывает 5 сегментов соседнего слоя.

Ддя улучшения электромагнитных и тепловых характеристик сердечника боко вые стороны сегментов (вдоль линии сопряжения с соседними сегментами в слое) в зоне перекрытия стыков выполнены с выемками 11, образующими при сборке магнитопровода аксиальные каналы.

В представленной в качестве примера конструкции статора указанные аксиаль ные каналы выполняют функции вентиляционных каначов. В других конструктивных вариантах они могут %меть,,другое назначение, например для устайовки продольных стяжных элементов.

Повышение технологичности предложенной конструкции достигается путем соеди . нения рядом лежащих в слое сегментов по группам в зоне ярма перемычками 12, выполненными зацело с сегментами. При этом практически исключено перетекание вихревых токов в зоне перемычки между отдельными сегментами, а указанные перемычки позволяют производить укладку сегментов группами и способствуют повышению жесткости магнитопровода.

Технико-экономический эффект от внедрения данного изобретения состоит в том, что при дальнейшем повышении единичной мощности турбогенераторов, в частности при создании криотурбогенераторов, применение предложенной конструкции позволяет улучшить энергетические показатели (расширить ..диапазон допустимых нагруS 90584 зок, повысить КПД) н повысить надежность электрической машиньt в эксплуатации.

Формула изобретения

1. Статор электрической машины, на пример турбогенератора, содержащий обмотку и шихтованный магнитопровод, на-, бранный из сегментов электротехнической стали, уложенных с перекрытием стыков в соседних слоях и закрепленных продольными стяжными элементами, о т л нч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, по крайней мере, на части. длины магнитопровада уложены

Сегменты, линии сопряжения которых друг с другом направлены цод углом к радиусу.

2. Статор по п. 1, о т и и ч а ю20

m и и с я тем, что сегменты в сосед»

0 иих слоях развернуты на угол 180 .

4 6

3. -Статор по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что сегменты в сосеа них слоях установлены с перекрытием стыков более чем- двух сегментов.

4. C7870p IEO m. 1 - 3, о T JI I% I ю шийся тем, что боковые стороны сегментов вдоль линии сопряжения с со седними сегментами в слое выполнены свыемками,,образующими прн шихтовке аксиальные каналы.

5. Статор по пп 1 - 4, о т л и ч а ю шийся тем, что соседние сегменты в слое попарно соединены перемычками, расположенными в зоне ярма.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Комар Е.Г. Вопросы проектироиавий турбогенераторов.. M. — Ë., Госэнергоюдат, 1955, с. 102-1SB.

2. Авторское свидетельство СССР

% 156602, кл. Н 02 К 1/18, 1861

Редактор Т, Веселова

Составитель А. Воинов

Техред E. Харнтончик Кор то Г. Назарова

Заказ 393/71 Тираж 718 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва Ж-35, Ра скан наб., a. 4/5

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