Ротор электрической машины

ОПМСАЛЙЕИЗОБРЕТЕНЙЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 181074 (21) 2068803/24-07 (51) М, Кл. с присоединением заявки Мо 2582611/24-07(23) Приоритет по п.2 от 20.09.77 Опубликовано 106,80,. Бюллетень Мо 22 Дата опубликования описания 170680 Н 02 К 3/24 Н 02 К 3/52 Государственный комите СССР ло делам изобретениИ и открытий(71) Заявитель 54 ) РОТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ Изобретение относится к электрическим машинам, в частности, к роторам тяговых синхронных генераторов, устанавливаемых на тепловозах.Известен ротор электрической машины с когтеобразными полюсами иобмоткой, охлаждаемой в осевом направлении 11Указанная конструкция обеспечивает разгрузку полюса в механическомотношении. Однако она характеризуется низкой надежностью закрепленияобмотки от проворачивания за счетсил адгезии или выступов в каркасеобмотки и малой эффективностью ох- .лаждения обмотки.Известна также электрическая машина, содержащая обмотку, выполненную в виде дисков, и расположенныемежду ними распорные элементы иэнепроводящего материала с радиаль ными каналами 2. Однако эта конструкция не удовлетворяет требованиям,позволяющим использовать ее для тяговых генераторов, ограниченных в.аксиальных размерах и работающих вусловиях резких динамических усилийи повышенных тепловых нагрузок обмотки ротора,Цель изобретения - повышениеэксплуатационнои надежности путемулучшения закрепления и охлаждения,5 Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве распорные элементы выполнены в виде дисков с гофрированной в тангенциальном направлении поверхностью, выполняющихроль вентилятора. Каналы образованыповерхностями гофр и дисков обмотки.Амплитуда гофр распорного элемента на наружной поверхности превышает амплитуду гофр на внутренней поверхности с целью компенсации разности в моментах инерции отдельныхвитков обмотки, имеющих разные диаметры,На фиг. 1 изображен продольныйразрез предлагаемого ротора; нафиг. 2 - распотзный элемент,Ротор содержит ярмо 1 с выполненными в нем вентиляционными. отверстиями.2, четыре полюсных сердечника 3 с приваренными к ним когтеобразными наконечниками 4, четыре диска 5 об,мотки возбуждения, закрепленные с помощью гофрированного в тангенпиальном направлении.распорного элемента 6, выполненного иэ непроводящего материала.Амплитуда гофр Ан на наружной поверхности. с диаметром Д больше, чем амплитуда гофр Ав на внутренней поверхности с диаметром Дз .Устройство работает следующим образом.Охлаждающий воздух поступает через отверстие 2 в ярме 1 в радиальный канал 7, образованный поверхностями гофр и дисками обмотки возбуждения 5. При этом выходной канал подачи охлаждающего воздуха с отвер-, стием 2 плавно переходит в канал 7, не вызывая значительной потери аэродинамического напора на расширение,Поскольку данный канал вращается вокруг горизонтально расположенной оси ротора, то по каналу происходит движение воздуха в радиальном направлении (вентиляторный эФФект) согласно уравнению где Н 1- давление воздуха, кг/мчастота вращения, с ;у - плотность воздуха,Центробежные усилия обмотки возбуждения воспринимаются наконечником 4 через дополнительный бандажиз стеклоленты. Для закрепления дисков обмотки возбуждения от проворачивания гофрированный элемент выполнен, например, из формовочнойстеклоткани с толщиной стенки около3 мм и шагом гофра 30-40 мм.Амплитуда гофр на наружной ПОвЕРхности Ан в несобранном состояниибольше, чем расстояние между диска"ми обмотки возбуждения на 6-7 мм,амплитуда гофр на внутренней поверхности А имеет натяг на 1-2 ммВменьше,За счет .податливости распорногоэлемента 6 прн закреплении дисковсоздается распорное усилие, удерживающее диски 5 обмотки возбужценияпри разгоне и остановке дизель-генератора.Распорное усилие за счет разности амплитуд гофр АВ и Ан изменяется в зависимо"ти от радиуса положения, тем самым компенсируется разница в моментах инерции ( 6 Э) отдельных витков, имеющих разные диаметры, и обеспечивается одинаковая надежность их закрепления отпроворачивания.Гофрированный элемент б изготавливается с помощью специальных пресс-форм иэ формовочной стеклоткани типа ПСС-ИФ/ЭП-ЭС.Диски обмотки возбуждения 5 формируются в процессе намотке плашмяголого медного провода вместе состеклолентой, после чего монтируется на роторе, пропитываются всовременных видах изоляции (например фйонолит) и запекаются дляполучения монолитной конструкции .Так как проводники обмотки возбуждения со стороны канала 7 не изолированы, то эффективность охлаждения весьма высока.Ребра пружинного гофрированногов тангенциальном направлении эле ментаб, выполняя роль лопаток радиального вентилятора, усиливаютэффективность охлаждения и понижают гидравлическое сопротивлениеротора в целом.Произведенные расчеты и конструктивные разработки показЬ 1 вают, что для тягового генератора мощностью 2400 кВт и частотой100 Гц вес ротора предлагаемой конструкции меньше по сравнению с весом ротора, имеющего шихтованные полосы, на 10- 15. Расход меди на обмотку возбуждения меньше на 35%, КПД генератора в целом выше на 0,1.Формула изобретения1. Ротор электрической машины,в частности высокочастотного тягового генератора, с когтеобразнымиполюсами, содержащий обмотку, выполненную в виде дисков, и расположенные между ними распорные элементы из непроводящего материала с радиальными каналами, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности путем закрепления и охлаждения, распорные элементы выполнены в виде дисков с гофрированной в тангенциальном направлении поверхностью, выполняющих роль вентилятора, и каналыобразованы поверхностями гофр иднсков обмотки.2. Ротор по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что гофры распорныхэлементов имеют да наружной поверхности большую амплитуду, чем .на внутренней.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе, 1, Авторское свидетельство СССРР 420053, кл. Н 02 К 3/46, 1974.2. Патент ФРГ М 2205413,кл, Н 01 Р 27/08, 197621 кФилиал П Патент ф, г. Ужгород, Ул. Проектная, 4 1 Тираж 783 ЦНИИПИ Государственного по делам изобретений 13035, Москва, Ж, РПодписное омитета СССР открытий Ушская наб., д. 4/5