Статор электрической машины переменного тока

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

«ii955372 (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 150480 (21) 2910410/24-07 сприсоединениемзаявки М—

1 р м к з

Н 02 К 3/42

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (53) УДК 621 313 .32(088.8) Опубликовано 300882, Бюллетень М 32

Дата опубликования описания 3QQ882 (72) Авторы изобретения

Г.Г.Счастливый, А.И.Титко и (71) Заявитель

Институт электродинамики АН Украинской CCP (54) СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИН61 ПЕРЕМЕННОГО

TOKA

Изобретение относится к электрическим машинам переменного тока, в частности к мощным турбогенераторам, характеризующимся значительными электромагнитными и тепловыми нагрузками торцовых элементов статора.

Известна конструкция статора электрической машины переменного тока с шихтованным сердечником и нажимными плитами, изготовленными из пластмассы, армированными тангенциальными и радиальными стержнями, которые вместе образуют магнитный шунт для торцового потока, поступаю щего в плиту и имеющего возможность 15 замыкаться в области плиты на полюсном делении (1) .

Однако известная конструкция является сложной по технологии и обладает недостаточной механической прочностью для мощных электрических машин переменного тока.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является конструкция статора электрической маши- 25 ны переменного тока, например турбогенератора, содержащая шихтованный сердечник с обмоткой, массивные нажимные плиты, пальцы и электропроводные экраны, установленные в концевых 30 зонах сердечника. Электромагнитные экраны, установленные в концевых зонах сердечника, представляют собой медные кольца, располагаемые на поверхностях плит, и устанавливаются для защиты крайних пакетов сердечника статора от переменных потоков рассеяния лобовых частей обмоток машин (2J .

Недостаток данной конструкции состоит в том, что магнитный поток "выпучивания", которым является часть рабочего потока, вытесненного из воздушного зазора, и часть магнитного потока рассеяния лобовых частей обмоток машин, отражаясь от поверхностей электропроводного экрана и немагнитной нажимной плиты и огибая их, проникают в зубцовую зону крайних пакетов сердечника статора, увеличивают добавочные потери и наг« рев в этой области, вследствие чего уменьшается нагрузочная способность и снижается надежность работы машин.

Цель изобретения — увеличение нагрузочной способности, расширение диапазона допустимых нагрузок, повышение мощнос ж и повышение надежности машин путем увеличения эффективности экранирования крайних

Г!сl К С .Т<) П (,) > I«<117! .!<;» (. I H P(;(< cr С) I Il()O е!икнс>венit!I ff iify i r,:Е,г{:IHT!tl»)c l!oток<)13 тт, т !

>fr)f; : . fr 3{{! >1 Pcc!. :::.c>ii«T!< С)б{ ТОК

Мc>i>IИЕ! .

1(С)С «: I rtа, { {тс c;!с 1(C:ТИГсlе T C Я !б 1, ! Г С > а ТС>!)(" т Cr т ОИ 1Е С К(>!3 Г >Е> -.

I>I7r;!f 1 1{ ) < : I< r! fr С» ;;I;<1 .: (т;>с ()>I(c)f(!")Е т

;>Ее(к е т !3 ) е н:. и <: де > f>H!i(>б> Ес 11<у, (;:<>т,l>f l i! !r;>;7;Hc.(ч „ ю >I>" !ит»,:,j;(»i<»1>=;.—

HОС:Тc!,:С)т»1> и у=" r)НОВ«(-I> -»краl! б

ВКr 1 к> (() {Г>{ч. II ri! >1(С,! i > P! If< J l) t t 3 Rc r(OI(rO- (, (-- т r> т> Рl (1 О 73(ij{ .{ОЕ <> i>.-; :.: >>т EJi r! )! тEr -3 С<и ,7(С 1(<) 7! F,С>,;т;;rc. i> Cf гг .; r » - r ", - 7!! Н<>,.т С ж".1 С;> t 7 >И»

;(<,!!, r »3< т> P :! т И C. .»J>c .ci>I Ет l!(;.

t > c .: . 13 1 I! :. ) К О I() К "> f > r. 7: > ) (.: . j 7 f c) !3 с

; КРcl f! Е!, . т сэ > OI. RP H c) ",.3 71()> т! >r I I O Е{с! От f—

cir1lr > .. . ;)Е:т:>>Е-! П(>7;!",.;(; >б; r )и !I= 7...{;(яt>C) — Готт<))ж<> l .31»Л<1:;»Е(тж >ЕЛ- i) jr > i!»I -,-, >< т. !

; Х)1 а)КJI, . Ii!! t . !! >cr c-IIO О "!) !ЕИ)! .) К За «а. со . тc)1)!i I е > . <) ;е < и I(FT В!т>с б) к О..), >сок I Ро !

С>ОНО>171 >С >Ñ .т!»{7(> 1 О I(Ñ) Cjfт(Т Ь С >lаг)жС) Е><)

<)73,;Е(. . >Л I I :.71! >. <э{>;)аЛИ<, Вт„ (> c»;r,;Et»!И>» ! а Н c c . :, r . .»(; ; I с > ! т "., с >Л,".. *, Ук1) !(ir!{I«,!к ., б!.г! Мог, -: :бы "!r r!,<(1<)л.

11>. Е(Е; )Jtr!ИС i >Ем!< ! и:) с)б>)а)кс:-" .: i r 1(r!>; -rc) r, .)ii !., б. с I,i 1!r:>I:r! 1, (>,I>7,,7, »,> Г:тс> :H>, 2 — ()-tH1 (, — А сR Фт: т .> I.IH <()3! » ..-.» раэр< —. — : —..: <(>r; I., . т!а ф<-;: . с1 разрс  —,>»а !I>HI-, 2,, .>.-). cl>.:.г "> — итэиМт:,".) 7>P. 1 I! Ef > с>1,!77 (1 а Г c >r) с-. Э -1() К "; (>(>Мат китc!Ü1;:,,:)c ItC, Га>ЕОВ lr rl!1>сьлi

В 7 I »»тре Н ЕI С . >r т(r r(r) Ь С)Й 7() с>С»3>т), r т>CT Р Е(са)3<И.

НОЙ IЕЛИТЫ т »1!101 ССЛОЙЕЕ>117 ":7 :R ->КСИ сэ Л (т НОгб> Цаl lp) В 7>б НИ ""> ° r! ." Ц 1 Н >,Н ЛЕ ментом, ме)сд (Ноями кc); >7>о-, о ра!)

ГОЛОжЕН<-. ИЗС>к(т ИИОНЕ(Е»Е Гтоокпадк>! . Н-1 г

<1>ъ! Г, () — r r )<я с,т(тр р(=а т-„jf . R!C)> ...- <бр <т7> >77» И с<

ЭКРака -та В>.y T )e Hi! c=." ОКС) !O! l:ÊO:—

BE;>ХНОСтк Нажим-.>OÉ 1> ИТЫ, .!а <1>И(. с(ример po»IJ)! зации с>т=трр;1 < )лсy >И: -..—

Л<»>а! HК (1(В>М !r >а (»ОМ „,, (т g(» С» т r>Е!!, I

Hëpó)(F3OI! ЙО> О ВО! ПО. Ер ";! IOС 1 Е> !3а:,<;! >HOI PJ1:i T f. re!HO!-OCTOéÍÛÌ В CII(сиа! »

НОМ Н ст (Рс(73 TC! I!1-"И Мс» H » Т НЫМ Э Е.С!МЕ 11 ОМ, на фиг. 8 — 1;ример рсат!и >c)!T!!r. срс(>пения экранг Eta (!аружной повс:рхнo<)òH

íàri(HMHOA гljtHTI)1. г)r.. Т а Т OP J", Е К ТР и -> P <С ЕС Ой 7 с3 >! И с! r т> С О P (>

:кит шихтова(-:ный сердечнH!("., .){альЦе-.l 2 с cTPP>i(13 H 3 ОбмОтк и ст .r TOPñ).

ЗаКЛВДУ(И!(И - б ЛСКТРОмс!.(НИ ; НЬ(Й ЭК ан -, OCTO>!(((HÉ И 3 Маг »И 1!ОГО )Л мента б и высокоэлектрог<7>сводной части 7,. HàæHìHóþ «л!Ггу 8: t! a(>ужной 9 и Внутренней 10 боковел)и поверхностями. Высо!Соэлсктропроводе(аг! чгес)тг» экрана, уста!>овленная между не))кимной плитой -1:торцом 11 сердс):-.ника статора„ содержит радиальные ребра 12, ВЫСТУГ(аЮЩИЕ В ВЕЕ)ТИ»!Я>IИОНH=lй КанаЛ между пальцами. Радиальные ребра 12

И»МЕЛКОТ . >.. RL>r(..CTC! >;PГ)ЕМЕННУЮ ВЕЩЯ1НУ

7!C> c!!H TH!)r O С ТЕ Ржи>1 <) бт<

",тй»И !» КОЛЬЦа Е та Н ГЕЕ{ЦИаЛЬ>т(> О Ма ГНИт НОГО СТЕРж(3Я ) !

1-, - / li; . Общий радкальный размер

-.Ие ;i:.: Tíîi о элемента 1) л<, + 1).,м„

{,:!» радиальногo размера спинки .:=..;Лг".(ника !1, . .сольцевая часть и

;::(jH>,JJl (т{!ЫС С.ГЕРжНК СОЕДКНЯЮТСЯ ,тт, .т .: Г(pcri ГОМ И 3 RЕCТ НЫM С".ПО СОбОМ

; I; !О У . Tc)Ê>KÑ . 1(OH C TP): E(THE HO бЫТЬ

r3i 11:<)JI fic {тс > В 7)идс:- ди НОГО ЦЕЛОГО! . <) 77(> 7! Г! т ((1,!К> . 17<а Ге<к тны(» -)ЛЕ(IЕН т ,!о:к<от бь!т.. выполнен и в виде пакеа I>HI)«; От аННОГО В аКСИаЛЬНОМ На-й:а )лб.!IH;». железа 17 из электротехни<С С YОЙ Стс)JIH . HЗОЛЯЦ>ИОH НЫМИ СЛОЯ

М )ж Еу ЛИСТа)ИИ. ВЫСтуПЬ> ВЫСОКО.Л(1(» (<С РОПРОВОДНОй ЧаСТИ РаСПОЛОжЕНЫ

Л>С >Е-:,б,>с >сиаЛЬНЫМИ СтЕРжНЯМИ. с) С > УЧ-(.- У-ТаНС 731(H ЭЛЕКТРО (аГ—

;>И",Ис ГО ЭКРаНа МЕЖДУ НажИМНОй ПЛИ. О 1! тор(гом сердечника экран крепи

:;;> т ми 18 .:-.ñëè же экран уста1«)7 л(-.: >(а наружной поверхности плито между "-.краном и нажимной пли т;)и у ганавливаются дистанционные

>галки 19 »Еля образования >зен— ,; .::.:, .«и(!Ого канала 20, В закла::у(>! (=i:. б> Mo! ) T быть предусмотрены

> t(: «л е, ные вентиляционные каналы 21

:: > ги!Няющие Вентиляционный канал 20 ;OæJ(,r ЭЛСКтРОМаГНИтНЫМ ЭКРаНОМ И На жимной плитой с вентиляционными кан ...-37{и мс жду нажимном плитой и тор1(эм сердечника статора. Направление д«ижс ния хладагента в этом случае

-;-.ка.;ано cTрелкамк 22.

1{ри работе электрической маши>и)ременного тока магнитные пото« ;,,г.учиванкя" и рассеяния лобо—

13>{х;:.:. тси Обмоток проникают в зуб— по в; к. зону край нкх пакетов . Однако

<ЕЭС ТЬ ЭтКХ ПОТОКОВ ЗаМЫКаЕтСЯ На ма л:е тном элементе предлагаемой констpóêöHH экрана. Вследствие этого уменьшается нагрев пакетов в

=.убцовой зоне и в области дна паза.

Kpor- того, пазы в электропроводном кoëüöå 7, в которых находится ма. Нс ный элемент б „ уменьшают т- !» Op 3»! HЗМ "rr>ICТСЯ OT Hp (ЕО

m сл Pq>.

11

pr))(>х

1 i!()I:!с и ие yl, — — — может раве> ятгзся /

1) т)<) на> рим», 1 > 2 — 1,5 . Образу(ощая 13 радиjJc:. II<>I-î РебРа по РНДНУcÓ выполнена .".;.. i Е{(>c..,,)1>a З Ной C) j!>i H НОй и(-,: „!1>1!Ь<ер(ЕО равной 1/4 радиальноГ :c! 3 " .PPcl 1!(СПИEIKil СЕ >ДЕЧНИКа СТ<Е .7 С)1>;r .. 1(!ГНИТЕ!7>й ЭЛЕМЕНТ б ВЫПОЛНЕН

ië <ами 14 и радиальными стержr{!rr l:i 1 <) ПРЯМОУГОЛЬНОЙ <>т>ОРМЫ б КОТО—

>Ос!(1(Е3 СН!т", В ЕДИ ЕIОЕ !.;СЛОЕ КОЛЬ

"аНГPHI Hii-(! Н-т;й ШаГ . (ЛЛ(7)а3 "агнитных стержней равен, ->. !т;17!c P, c) c»»áÖÎÂoìÓ . Высота РаДиаль

955372 на торце электропроводного экрана (в зоне закладушек) тангенциальные токи, которые оказывают небла гоприятное влияние на эффективность экранирования крайних пакетов.

Так как значительный магнитный 5 поток замыкается на магнитном элементе экрана, то в нем выделяется энергия Джоуля-Ленца, что приводит к повышению нагрева. Однако вследствие теплового контакта магнитного 10 элемента и электропроводного материала с высоким значением коэффициента теплопроводности теплоотвод от магнитного элемента улучшается.

Значительно улучшают теплоотвод от экрана в охлаждающую среду установленные на поверхности экрана ребра, торцы которых для уменьшения радиальных вихревых токов выполнены волнистыми. Аксиальная шихтовка ,"тержней с изоляционными прокладками обеспечивает минимальное выделение энергии Джоуля-Ленца.

Таким образом, статор электрической машины предлагаемой конструкции уменьшает магнитный поток, проникающий в зубцовую зону крайних пакетов сердечника статора, и тем самым уменьшается нагрев указанных элементов концевой зоны сердечника статора. A как известно, нагрев зоны дна паза крайних пакетов, вызываемой местными потерями от аксиальных потоков рассеяния, ограничивает допустимую нагрузку турбогенераторов в режимах перевозбуждения и при асинх,ронном ходе. Поэтому .выполнение экрана, содержащего магнитный элемент и слой электропроводного материала, образующие вместе цилиндрическое кольцо с плоскими боковыми поверх- 40 ностями, и радиальных волнистых ребер на внешней поверхности экрана за счет повышения эффективности экранирования зубцовой зоны крайних пакетов сердечника существенно улучшает эксплуатационные характеристки элементов торцовой зоны сердечника статора, повышает нагрузочН1н) способность и надежность Работы машин переменного тока.

Технико-экономический эффект от внедрения предлагаемой конструкции в отечественных генераторах мощностью 500 МВт и выше достигается эа счет увеличения нагрузочной способности, расширения диаграмм нагрузок, повышения мощности и повышения надежности электрических машин.

Формула изобретения

1. Статор электрической машины переменного тока, содержащий шихтованный сердечник, обмотку, пальцы H нажимную плиту, на поверхности которой установлен экран, включающий выполненную из высокоэлектропроводного материала часть в виде кольца, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и увеличения нагрузочной способности, экран дополнительно снабжен магнитным элементом. состоящим иэ кольцевой части и радиальных стержней, высокоэлектропроводная часть экрана установлена заподлицо на одной иэ боковых поверхностей магнитного элемента снабжена выступами, расположенными между радиальными стержнями магнитного элемента.

2. Статор по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения эффективности охлаждения при расположении экрана со стороны сердечника, высокоэлектропроводное кольцо снабжено радиальными ребрами, выступающими в каналы между пальцами.

3. Статор по п.2, о т л и ч а юшийся тем, что радиальные ребра выполнены волнистыми.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 199958, кл. Н 02 К 3/42, 1967.

2. Титов В.В. и др. Турбогенераторы. Л.О, "Энергия", 1967, с.775, 776, 955372

Составитель Ф.Подольская

Редактор Л.Горбунова Техред Т.Маточка Корректор В.Бутяга

Заказ 6465F69 Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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