Статор электрической машины с жидкостным охлаждением

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХЕСПУБЛИК 9) . (11) 2 К 5/20,9/28 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ В не дя Предполагаемое изо ся к области электрома частности, к турбогенера к высокоиспользованны машинам, имеющим бол грузки. ретение относитиностроения и, в оростроению, т.е, м электрическим шие линейные науммирующиеся, как х деталей.тих узлов и деталей льцевые зоны, в коки. Эти токи создари в деталях, и, рев, отрицательно жную работу детатов концевых часераторов, вызванвом - следствие ей рассеяния и не- конструкции.мощностью 150 - ения чрезмерного оразделительных(71) Ленинградское производственное электромашиностроительное объединение "Электросила" им. С,М,Кирова(56) Электромагнитные и тепловые процессы в концевых частях мощных турбогенераторов. АН УССР, изд. "Наукова думка", Киев, 1971, с.35-36, рис,25.Авторское свидетельство СССР М 311339, кл, Н 02 К 5/20, 1956.(54) СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ С ЖИДКОСТНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ Известны э цевые части ко тов конструк закрытия маши ленных к корпу да вспомогат установленных Все детали тивнцх частей р ются потокамилектрические машины, торторых содержат ряд элеменции, которые служат для нц, в виде щитов, прикрепсу статора, и различного ро- . ельных узлов и деталей например, на щите,, расположенные вблизи акотора и статора, пронизыварассеяния, которые наводят(57) Сущность изобретения: электрическая машина содержит корпус статора с сердечником и высоковольтной обмоткой, торцовое закрытие 3 которого представляет собой несущий элемент, в виде щита. На внутренней стенке щита, расположенной у обмотки, на кольцевой его кромке становленц лабиринтное уплотнение 6 и токособирающее кольцо, йьторые соединены болтами, Для подачи воды в канал с внешй стороны щита от фланца выполнен вонсй тракт из труб и приваренных фланцев, Кольцевые уплотнения являются основными уплотняющими элементами и обеспечивающими герметичность зон с высоковольтной обмоткой и зоной с повышенной влажностью. 3 ил,циркуляционные токи, с правило, на кромках этиМестом крепления э являются внутренние ко торцх и суммируются то ют добавочные поте следовательно, их наг сказывающийся на наде лей и узлов в этой зоне.Повреждение элеме тей, чаще всего, турбоге ные чрезмерным нагре недостаточного учета пол правильного выполненияВ турбогенераторах 200 МВт наблюдались яв нагрева внутренних га5 10 15 или без них 20 25 30 35 40 45 50 щитов, диффузоров, сопровождающиеся подгаром и оплавлением стыковых зон крепления внутренних газоразделительных щитов к наружному щиту,а также участков разъема составных щитов и диффузоров. Существует ряд способов борьбы с перегревом и разрушением деталей токами от торцевых полей рассеяния; изолирование стыковых зон сборных деталей, создание экранов вокруг массивных деталей торцевых частей, специальных магнитопроводов (шунтов), а также короткоэамыкающих токо- проводящих колец, с обеспечением в зависимости от интенсивности нагревов системы охлаждения.Одним из эффективных средств борьбы с этими явлениями может быть изолирование стыковых зон деталей.Известен узел крепления диффузора вентилятора турбогенератора мощностью 165 МВт (см, кн. "Электромагнитные и тепловые процессы в концевых частях мощных турбогенераторов", АН УССР, изд. "Наукова думка" Киев - 1971 г, стр.35-36, рис.25), При эксплуатации этого узла вследствие нагрева циркуляционными токами накладок и крепящих болтов, произошел отрыв накладки с последующим повреждением других деталей турбогенератора, Имели место также оплавления и подгары верхнего полукольца щита вентилятора в местах сочленения с торцевым щитом.В одном из вариантов между щитом и диффузором установлена изоляционная прокладка из текстолита, крепящие болты изолированы от щита трубками из бакелизированной бумаги и прокладками из электрокартона, Предусмотрено более надежное крепление болтов стопорными шайбами.Необходимо отметить, что вопрос эксплуатационной надежности деталей с изолированными стыками требует внимательного изучения. В практике известны случаи аварий из-за повреждения изоляции в подобных узлах, Кроме того, области повреждений, вызванных вихревыми и циркуляционными токами, расширяются с возрастанием линейных нагрузок.Наиболее близким к заявляемой, взятой за прототип, является электрическая машина переменного тока, содержащая нажимной фланец (несущий элемент), на краях которого со стороны, противоположной сердечнику статора, размещены кольца иэ материала с высокой электропроводностью (токособирающие), имеющие с нажимным фланцем хороший электрический контакт, например, посредством пайки (см, авт. св,М 311339, кл. Н 02 К 5/20, 1956 г.). Причиной перегревов элементов конструкции в торцовых частях являются вихревые токи, величина которых зависит от места расположения этих элементов от активных частей, С увеличением единичной мощности машин возникает острая необходимость в ликвидации последствий, к которым приводят перегревы,В выбранном прототипе несущий элемент (нажимная плита) представляет массивную деталь, размеры и материалы которой выбираются из соображений механической прочности для удержания в опрессованном состоянии сердечника статора на весь срок эксплуатации электрической машины без разборки и сборки. Поэтому к такому несущему элементу можно приварить или припаять токораспределяющие кольца, будь то с охлаждающими каналами Целью изобретения является повышение надежности конструкции за счет снижения перегревов.За счет выполнения элементов конструкции разборными и съемными, а также введения канала с кольцевым уплотнением удалось значительно уменьшить перегревы от токов, перетекающих по кромке кольцевой зоны несущего элемента, и одновременно охладить токособирающее кольцо путем введения косвенного охлаждения, и тем самым предохранить уплотнительное кольцо отстарения, Тем самым повышается надежность электрической машины. Это достигается следующим образом, Известный статор электрической машины с жидкостным охлаждением, содержит, по меньшей мере, одно токособирающее кольцо, размещенное на удаленных кромках несущего элемента конструкции и прикрепленное к нему; и лабиринтное уплотнение. В предлагаемом решении токособирающее кольцо и лабиринтное уплотнение присоединены к несущему элементу, состоящему, как минимум, из двух частей, посредством крепежных элементов, а плоскости прилегания кольца, несущего элемента и лабиринтного уплотнения снабжены кольцевыми уплотнениями, при этом токособирающее кольцо снабжено каналом для охлаждения, а кольцевые уплотнения, расположенные ближе к ротору, являются гидроплотными,На фиг.1 изображен турбогенератор с жидкостным охлаждением активных и конструктивных частей; на фиг,2 показан выносной элемент места установки токособирающего кольца, уплотнений и конструкции подачи воды; на фиг.3 - сопряжение элементов в кольцевой кромке щита.Турбогенератор 1 (фиг.1), содержит корпус статора с сердечником и высоковольтной обмоткой 2, торцевое закрытие 3 которого представляет собой несущий элемент, в виде щита 4, с закрепленными на ней другими элементами, На внутренней стенке щита 5, расположенной у обмотки 2, на кольцевой его кромке установлено лабиринтное уплотнение 6 и токособирающее кольцо 7, которые соединены болтами 8,Для подачи воды в канал 9 с внешней стороны щита 4 от фланца 10 выполнен водяной тракт из труб 11, 12 и приварных фланцев 13.На кольцевой кромке щита 14 выполнена кольцевая канавка 15, с уложенной в нее концевой резиной круглого сечения. Аналогичным образом выполнена канавка 17 в токособирающем кольце 7. Кольцевые уплотнения 16 являются основными уплотняющими элементами и обеспечивающими герметичность зон с высоковольтной обмоткой 2 и зоной с повышенной влажностью.18. Щит 4 имеет нижнюю часть 19 и верхнюю - 20.При сборке турбогенератора на монтаже, после установки корпуса статора с сердечником и обмоткой 2, устанавливается нижняя часть 19 щита 4, затем верхняя часть 20. Уплотнив разъемы щита 4 резиной, собирают две половинки и крепят при помощи болтов 8 к корпусу.Перед заводкой ротора в статор, навешивают на ротор короткозамыкающие кольца 7 и заводят ротор, После установки ротора, собирают лабиринтное уплотнение 6 и производят установку всех резиновых уплотнений, а затем прибалчивают кольцо 7 и уплотнения 6 к щиту, не нарушая уплотнений 16,Для проверки герметичности сборки подают воду в канал 9 под давлением от внешнего источника и проверяют на наличие течи со стороны обмотки.Что касается вихревых токов, то эти токи, не доходя до кромки нажимного кольца 5 10 15 20 25 30 35 40 45 14, переходят в токособирающие кольца, изза низкого сопротивления и, суммируясь, замыкается по нему.При этом потери, которые выделяются в кольце, косвенно отводятся водой. протекающей вдоль этого кольца по каналу 9, а затем сливается в нижнюю половину 19 щита 4,При плановых ремонтах генератора все элементы конструкции, кроме токораспределительного кольца входящие в торцевую зону, разбираются и снимаются при выеме ротора, и затем собираются,За счет выполнения элементов конструкции разъемными и съемными, а также введения кольцевого резинового уплотнения удалось значительно уменьшить токи, перетекающие по кромке кольцевой эоны несущего элемента, и одновременно охладить токособирающее кольцо путем введения косвенного охлаждения и тем самым предохранить уплотнительное кольцо от старения при перегреве.Таким образом, обеспечено снижение перегревов и повышение надежности электрической машины.Формула изобретения Статор электрической машины с жидкостным охлаждением, содержащий по меньшей мере одно токособирающее кольцо, размещенное на удаленных кромках несущего элемента конструкции и прикрепленное к нему, и лабиринтное уплотнение, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности конструкции за счет снижения нагревов, токособирающее кольцо и лабиринтное уплотнение присоединены к несущему элементу, состоящему, как минимум, из двух частей посредством крепежных элементов, а плоскости прилегания кольца, несущего элемента и лабиринтного уплотнения снабжены кольцевыми уплотнениями, при этом токособирающее кольцо снабжено каналом для охлаждения, а кольцевые уплотнения, расположенные ближе к ротору, являются гидроплотными..Составитель Ю,Антоноведактор Т,Иванова Техред М.Моргеитал Корректор М,ТкачФ Заказ 3932 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж. Раушекая наб 4/5 П одственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгор