Ротор неявнополюсной электрической машины

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

{u}993392 (бт) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 060581 (21) 3284326/24-07 (ЩМ.Кл з

Н 02 К 3/50 с присоединением заявки Нов

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 30.01.83. Бюллетень Мо 4 (53) УДЫ 621. 313. 71; (088.8) Дата опубликования описания 3001,83

Д.Б. Карпман, A.К, Левицкий, B.С. Кильдишев, E Å ;,Ка}тдунов и В.Г. Ракогон 1 )

} (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский проектно-констр и технологический. институт тяжелого.элек

Харьковского завода "Электротяжмаш" им. (71) Заявитель (54) РОТОР НЕЯВНОПОЛ}0СНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАИИНЫ

Изобретение относится к турбогенераторостроению.

Известен ротор неявнополюсной электрической машины, в котором консольно посаженные бандажные кольца удерживаются от осевых смещений с помощью зубчатой шпонки, входящей в канавки, выполненные соответственно в бандажном кольце и бочке ротора (1) .

Недостатком укаэанного ротора является неудовлетворительная ремонтноспособность этого узла: при протекании.вихревых токов в несимметричных и других анормальных эксплуатационных режимах шпонка приваривается к зубцам ротора, а ее поворот для снятия бандажного кольца затруднен и может оказаться невозможным, так как этот поворот должен производиться специальными клиньями за опреде-. ленный выступ шпонки под бандажным кольцом "вслепую", т.е. без непосредственного доступа к шпонке в .различных местах по окружности ротора. Кроме того, специальные пазы в бочке ротора с подвижными клинья-. ми, перемещающими шпонку, требуют наличия на роторе свободных от пазов с обмоткой широких ("больших"} зубцов. В синхронных турбогенераторах такие зубцы на полюсах имеются, а . в асинхронных, турбогенераторах, в которых обмотка рбтора должна быть распределена в пазах равномерно по его окружности, "большие" эуб цы отсутствуют и применение зубчатой шпонки вообще невозможно.

Известен также ротор неявнополюсной электрической машины, в частности турбогенератора, содержащий бочку с обмоткой возбуждения, закрепленной в лобовых частях бандажики кольцами, консольно посаженными на бочку ротора и фиксированньхии от осевого смещения с помощью разрезной шпонки, входящей одной частью в кольцевую канавку на внутренней расточке бандажного кольца, а другой - в канавку на роторе, снабженной кольцевой полкой, направленной аксиально в сторону носика бандажного кольца $2(.

Недостатком данного ротора является то, что кольцевая полка шпонки размещена в канавке ротора, глубина которой должна быть достаточной для отжатия шпонки книзу при сборке и разборке узла, а ширина этой канавки ротора в связи с размещением в ней упомянутой кольцевой полки шпонки

993392 увеличена. Увеличение ширины канавки в роторе заметно снижает прочность концевых пазовых клиньев. Кроме того, выполнение "силового пояса" для упора шпонки со стороны, обращенной к торцу бочки ротора, приводит к ступенчатой форме посадочного места бандажного кольца, что серьезно ухудшает технологичность конструкции.

Цель изобретения - повышение надежности и ремонтопригодности ротора.

Укаэанная цель достигается тем, что в известном роторе неявнололюсной электрической машины кольцевая полка расположена в средней в радиальном направлении части шпонки, а на,внутренней поверхности бандажного кочьца со стороны его носика выполнена проточка, диаметр которой превышает наружный диаметр бочки ротора, по крайней мере, на двойную толщину кольцевой полки, причем кольцевая полка шпонки расположена между бандажным кольцом и наружной поверхностью бочки ротора. 25

Канавка на роторе, в которую входит шлонка., может быть смещена в осевом направлении по отношению к канавке на внутренней расточке бандажного кольца. 30

Шпонка может быть выполнена составной, так что одна ее часть с кольцевой полкой и выступом, входящим в канавку в бандажном кольце, оперта своей торцовой поверхностью со сторо-35 ны, обращенной к торцу бочки ротора в другую часть, входящую в канавку на роторе.

На фиг.1 изображена концевая зона предлагаемого ротора с канавками 40 под шпонку, располаженными в одной поперечной плоскости; продольный разрез; на фиг.2 - то же, с канавками, смещенными в осевом направлении, продольный разрез, на фиг.3 ротор, в зоне шпонки, поперечный разрез, на фиг.4 — то же, в варианте зубчатой шлонки и байонетным сое-, динением ее с бочкой ротора, продольный разрез; на фиг.5 - то же, в зоне шпонки по варианту на фиг.4, поперечный,р эрез, на фиг.6 — то же, в варианте составной шпонки, продольный разрез .

Обмотка 1 возбуждения закреплена в лобовых частях бандажными кольцами 2, 55 консольно посаженными на бочку 3 ротора и фиксированными от осевого смещения с помощью шпонки 4, которая своей частью 5 входит в кольцевую канавку

6 на внутренней расточке бандажного <0 кольца 2, а другой частью 7 - в канавку 8 на роторе. шлонка 4 снабжена кольцевой полкой 9, направленной ак".. сиально в сторону носика 10 бандажного кольца 2. Кольцевая полка 9 рас-o$ положена в средней в радиальном най-.ч равлении части шпонки 4, т.е. ниже, чем выступакщая в канавку бандажногокольца часть 5 шпонки, и выше, чем входящая в канавку на роторе часть

7.шпонки. Поперечное сечение шпонки

4 имеет Т-образную (фиг.1 и 4) или

Z-образную (фиг.2) форму. На внутренней поверхности бандажного кольца 2 со стороны его носика 10 выполнена проточка 11, диаметр которой превышает наружный диаметр бочки 3 ротора, по крайней мере, на двойную толщину кольцевой полки 9. В образованной полости между бандажным кольцом 2 и цилиндрической наружной поверхностью бочки 3 ротора размещена кольцевая полка .9 шпонки 4 ° Последняя может быть разрезной по окружности.

При необходимости увеличения запаса прочности в носике бандажного кольца диаметр проточки 11 и соответственно диаметр канавки 6 могут быть уменьшены почти на двойную ширину зазора между кольцевой полкой 9 и цилиндрической поверхностью бочки

3 ротора. Для этого часть 7 шпонки

4, входящая в канавку 8 на роторе, может быть выполнена с зубцами 12, а сопряжение шпонки 4 с ротором "выполняется байонетного типа. В рабочем состоянии шпонка 4 с зубцами 12

Занимает такое положение в канавке

8, что ее зубцы 12 расположены напротив зубцов 13 ротора.

Сдвиг канавок под шпонку 4 в осевом направлении и применение шпонки

4 2-образной формы позволяет сместить канавку 8 на роторе в сторону середины бочки ротора и даже вынести ее из-под бандажного кольца. При этом упрощается конфигурация посадочного места бандажного кольца, повышается надежность и технологичность этого узла, а также увеличивается длина посадочного места.

Для упрощения технологии сборки бандажных колец с ротором целесообразно уменьшить жесткость шпонки 4, что и достигается в предлагаемом конструктивном варианте с составной шпонкой. Одна ее часть с кольцевой полкой 9 и выступом 5, входящим в канавку 6 в бандажном кольце 2, опирается своей торцовой поверхностью

14 со стороны, обращенной к краю бочки ротора, в другую часть {разрезное кольцо) 15, входящую в канавку

8 на роторе. Кольцевая полка 9, как и в варианте с цельной шпонкой, расположена в средней в радиальном направлении части составной шпонки, т.е. ниже, чем выступающая в канавку бандажного кольца часть 5 шпонки, и выше, чем размещенная в канавке ротора часть 7 кольца 15. На внутренней поверхности бандажного кольца

5 — — 993392 4

2 со стороны его носика 10 выполне«ротора. При этом на и оточка 11 ри этом практически снимаетр а, диаметр которой пре- ся вопрос о недопустимом м вышает на жный

РУ диаметр бочки 3-рото- снижении прочности пазового к естном

Р ю а по к о ого клина.авн ю райней мере, на величину, Деформация дна канав 8 р у сумме удвоенной толщины коль- уменьшенной ширине ки при ее ц полки и удвоенной высоты высту- 5 что повышает техн евой ширине также исключается, па 5 шпонки вхо я его в овышает технологичность и рабоки, входящего в канавку 6 тоспособность конструкций. полости ме в бандажном кольце 2. В образовайной Технико-экономическая эффе жду бандажным 1кольцом 2 и ность предлагаемого ротора по сравие-. ктивцилиндрической наружной поверхностью нию с известным с бочки 3 ото а а 10 и ротора размещена кольцевая „ 0 достигается повьиаение над полка 9 составной шпонки. ие надежности и

П и сбо ке технологичности одного бо р р ротора со шпонкой Т-об- важных узлов ротора элек и из наи лее разной или Z-образной формы, не имею- машины. электрической щей зубцов, шпонка 4 должна быть отжата до упора кольцевой полки 9 и t5 поверхность. бочки 3 ротора. После по-. рмула изо ретения садки нагорячо бандажного кольца шпонка 4 занимает рабочее положение,:вхо- 1. Ротор неявнополю й. сно . электридя своей частью 5 в кольцевую канав- ческой машины в части к б астности турбогецами 12 т.о п ку . Если шпонка 4 выполнена с зуб- 20 нератора, содержащий б б очку с о мот-, цами, то при одевании на бочку Ро- кой возбуждения, закрепленной в лоботора бандажного кольца 2 шпонка 4. вых частях бандажными к п е ва р д рительно фиксируется в канавке сольно посаженными. на бочк

6 бан ажн r очку ротора го смещения д о о кольца, причем бандаж- и фиксированными от осевого см ное кольцо 2 со шпонкой 4 ориентирует-25 ñ помощью разрезной шпонки, входяся таким образом, чтобы зубцы 12, щей одной частью s --кольцевую кан канавку оказались между зубцами 13 ротора. на внутренней расточке баидажного .Когда бандажное кольцо 2 занимает кольца, а другой — в канавку на ро-; рабочее положение, шпонку 4 с зубца- торе снабженной кольцевОй-.полкой, ми 12 сдвигают в тангенциальном на- 0 направленной"аксиально в стороиуправлении на половину пазового деле- носика бандажного кольца, о т л и - . ния ротора так, чтобы зубцы 12 в ка- ч а ю шийся тем, что, с целью навке 8 оказались напротив зубцов повышения надежности, кольцевая пал1 3 ротора. ка расположена в средней в "радиальном

При сборке ротора с указанной сос- 35 направлении части шпонки, а- на Внуттавной шпонкой на роторе в канавке ренней поверхности .бандажного коль а ца

8 предварительно устанавливают часть со стороны его носика выполнена IIpo»

15 шпонки, одевают бандажное кольцо точкаг диаметр которой превыаает на2 и, когда оно занимает рабочее по- Ружный диаметр бочки ротора,- по. крайложение, в кольцевую полость .заводят ней мере, на двойную толщину кольце-. другую часть шпанки, так что выступ вой полки, причем кольцевая полка

5 входит в канавку 6 в бандажном шпонкн Расположены между бандажным кольце 2. кольцом и наружной поверхностью бочПри работе турбогенератора вследст- ки ротора. вие небольшого аксиального размера 2. Ротор по п.1, о т л и ч а юканавки 8 в .роторе усилия от содер- шийся тем, что канавка на роторе, 45 жимого паза и собственно клина soc-.— в которую входит шпонка, смещена в принимают соседние -по длине с канав- осевом направлении по отношению к кой 8 части клина. Благодаря улуч- канавке на внутренней расточке бандажшению конфигурации посадочного места ного кольца ° бандажного кольца 2 .(в варианте со 50 3. Ротор по пп. 1 и 2, о т л ишпонкой 4,2-образной формы) облеГ- ч а ю шийся тем, что шпонка чается обеспечение одной и той же выполнена составной, так что одна величины натяга-по посадочнощ месту ее часть с кольцевой полкой и выстубандажного кольца на роторе, что пом, входящим.в канавку в бандажном улучшает распределение вихревых токов 55 кольце, оперта своей торцовой поверхв этой зоне при работе турбогенерато- ностью со стороны, обращенной к торцу ра в несимметричных -режимах и повы- бочки ротора в другую часть, входящую шает надежность ротора. в канавку на роторе.

Преимущество предлагаемого ротора по сравнению с иэвестныч состоит 60 йсточники информации, в том, что ширина канавки 8 на рото- принятые во внимание при экспертизе ре уменьшена в несколько раз, так 1. Авторское свидетельство СССР как кольцевая полка 9 вынесена в Р 146649, кл. Н 02 К 3/50, 1962. сторону большого диаметра н размеще- 2. Патент ФРГ 9 2040926, на над поверхностью. цилиндрического кл. H 02 К 3/50, 1977.

993392

Я lХ Ф

Р g

4Риг 4

Составитель A. Воинов бинец Корректор E.pîøêî .

Редактор И . Рачкулинец Техред А.Вабинец

Ю Ю Ю Ф 4В

Тираж 684 Подписное

Заказ 497/72 . Тираж

НИИПИ Государственного комитета

В по делам изобретений и о ры . 113035 Москва, Ж-35 Раушская наб ., д. я наб ., д. 4

Филиал ППП "Патент" г. ужгород, ул. Проектная, I