Статор электрической машины переменного тока

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскииСоциапистическииРеспубпии 1 8,55866ао делам изобретеиий и открытий(72) Авторы изобретения Г, Г. Счастливый и А. И. Титко пгч м Институт электродинамики АН Украинской ССР(54) СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОИ МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКАИзобретение относится к электрическим машинам переменного тока, в частности к мощным турбогенераторам, характеризующимися значительными электромагнитными и тепловыми нагрузками торцовых элементов сердечника статора. Известна конструкция статора электрической машины переменного тока с шихтованным магнитопроводом и нажимными плитами, выполненными из текучего изоляционного материала с вкладками из стеклоткани и армированными металлическими вставками для увеличения прочности, в которой с целью защиты торцовой части сердечника применяются экраны или шунты в виде дискретных элементов. Для этого в нажимные плиты включается металлическая решетка из электропроводного материала, либо магнитный шунт в виде намотанной магнитной ленты 1,1. Однако такая конструкция является сложной по технологии и обладаетнедостаточной: прочностью для мощныхэлектрических машин переменного тока,ф Наиболее близка по техническойсущности к изобретению конструкциястатора электрической машины переменного тока, например турбогенератор,содержащая щихтованный магнитопроводс установленными массивными нажимнымиплитами и электропроводными экранами. Экраны представляют собой медныекольца,располагаеже на поверхностяхплит, обращенных к магнитопроводу,и устанавливаются для защиты крайнихпакетов сердечника статора от переменных потоков рассеяния лобовых частейобмоток машины 23.ЗФДанная конструкция имеет следующийпринципиальный недостаток: токи, протекающие в тангенциальном направлениипо внутренним кромкам экранов и плити достигающие в мощных турбогенераторах весьма больших значений, являются мощными вторичными источникамиНоля, которое неблагоприятно влияетна крайние пакеты сердечника, вызываяв них дополнительные местные потерии усложняя охлаждение, Это связанос тем, что экраны являются ограниченными в радиальном направлении и вследствие проявления краевого эффектаони не в равной мере экранируют торцовую поверхность крайних пакетовот проникновения магиитного потока.Зффективно экранируется область спинкисердечника и малоэффективно - зубцоваязона и область дна паза, расположенная в зоне влияния конценшрированных на кромке экранов тангенциальных токов, При сближении кромкиэкрана и области дна паза крайнихпакетов в связи с увеличением нормальной составляющей магнитной индукции локальный нагрев последнихповьппается. В результате снижаетсяцагрузочная способность и надежностьработы электрических машин,Цель изобретения - повьппение нагрузочной способности 1,расшире 1 пяедиапазона нагрузок, повьппение мощности и повьппение надежности машинпутем увеличения эффективности равномерного экранирования крайних пакетов сердечника статора от проникновения в них магнитного потока рассеяния обмоток машин.Указанная цель достигается тем,что в статоре электрической маппл 1 п 1переменного тока, например,турбогенератора, содержащем шихтованный магнитопровод, по торцам которого установлены нажимные плиты и электропроводные экраны, расположенные междумагнитопроводом и нажимными плитами,экраны со, стороны, обращенной кмагнитопроводу, име 1 от радиальные пазы, глубина которых увеличиваетсяот боковой поверхности экрана к еговнутреннему торцу.Пази могут быть заполнены магнитным материалом.Нажимные плиты со стороны, обращенной к экрану, также могут бытьвыполнены с радиальными пазами,глубина которых увеличивается от боковойповерхности к внутреннему торцу. На фиг. показана торцовая часть статора турбогенератора; на фиг.2 - то же, с пазами в экране, заполненными магнитным материалом; на фиг.З 5 1 О 15 О 25 10 35 40 45 50 55 то же, с цажимной плитой, имеюшейпазы. Статор содержит шихтованный магнитопровоц 1 снажимной плитой 2, электропроводным экраном 3, который крепится к нажимной плите. В экране выполнены радиальные пазы 4. Пазы 4 заполняются слоем из магнитного материала .фиг.2), В области кромки плиты 2 выполнены радиальные пазы 5 (фиг,3,(, Нажимные плиты 2 предназначены для прессовки шихтованного сердечника, На их поверхностях, обращенных к магнитопроводу статора, устанавливаются электропроводцые экраны 3, котврые экранируют торцовую часть магнитопровода от переменных магнитных потоков обмоток машин, Пазы выполняются переменной глубины, которая увеличивается к краю экрана. Дпя обеспечения необходимого экранирования зубцовой зоны сердечника гтатора глубина пазов на краю экрана выбирается равной, например, размеру, не большему полонины толщины экрана, Глубина пазов в экране уменьшается по линейному закону до нуля ца боковой поверхности на высоте, равной половине радиального размера,где нагрев крайних пакетов значительно понижается. Радиальные пазы 4 и 5 равномерно расположены по окружности экрана с шагом равным, например,зубцовому шагу сердечника статора. Пазы 5 в цажимных плитах выполняются также переменкой глубины. Глубина определяется для конкретной машины из условия достаточной механической прочности. Уменьшение последней может быть восполненоизвестньми конструктивными мероприятиями, например, применением ребер жесткости на противоположной по отношению к пазам говерхности плит, Конкретные геометрические размеры пазов экранов и плит расчитываются для рабочего проекта электрической машины переменного тока конкретного назначения ц конкретной единичной мощности. Покрытие слоем магнитного материала, например слоем магнитной стали с( )1 Ферро( магнетики, магнитодиэлектрики), выполняется точечной сваркой либо другими известными способами, в ниде шихтованных пластин, цамотаццой магнитной ленты.Такое выполнение пазов, с одной стороны, перераспределяет ца боковой5 855866поверхности экрана, обращенной к магнитопроводу, тангенциальные токи вЪрадиальном направлении, удаляя их отзубцовой зоны крайних пакетов, а сдругой - уменьшает упомянутые токи Формула изобретения вследствие наличия непроводящих промежутков (радиальных пазов) в тангенциальном направлении. В результате достигается более равномерноеэкранирование крайних пакетов от проникновения магнитного потока. Умень 6нагрузочной способности и повышениенадежности машин. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ В 1.080.674,кл. 218 45, 1957,2. Титов В.В. и др. Турбогенераторы, Л., "Энергия", 1967, с.776.шаются нормальная составляющая магнитной индукции, потери и температура в зоне максимального нагрева крайних пакетов дно паза магнитопровода), Выполненные пазы покрываютсяслоем магнитного материала. Это обеспечивает отклонение магнитного потока "выпучивання", которым являетсячасть рабочего потока, вытесненногоиэ воздушного зазора, от зубцовой зоны магнитопровода. Часть его замыкается на экране, другая часть - наспинке магнитопровода, где нагревнезначительный и не ограничивает ддопустимую нагрузку. Тепловое воздействие отклоненного магнитного потока на массив экрана легко устраняется отводом дополнительного тепла в охлаждающую среду вследствие высокой теплопроводности экрана и ребристости его охлаждающей поверхности.В результате уменьшения локальных потерь и снижения максимальных температур в крайних пакетах сердечника статора достигается увеличение 1. Статор электрической машины переменного тока, например турбогенератора, содержащий шихтованный магнитопровод, па торцам которого уста" новлены нажимные плиты, и электропроводные экраны, расположенные между магнитопроводом и нажимными плитами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения нагрузочкой способности и надежности, экраны со стороны, обращенной к магнитопроводу,имеют радиальные пазы, глубина которьпс увеличивается от боковой поверхности экрана к его внутреннему торцу.2. Статор по п.1 о т л и ч а ю -щ и й с. я тем, что пазы заполнены магнитным материалом.3. Статор по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что нажимные плиты со стороны, обращенной к экрану, выполнены с радиальными пазами, глубина которых увеличивается от боковой поверхности к внутреннему торцу+ое Тир аж ИИПИ Государственно по делам изобре 13035, Москва, Ж, ушская илиал ППП "Патент", г. Уж ктная, 4 ул едактор Т,Парфенова ставитель Ф.Подольска ехред И,Коштура Коррек 730 Подпи о комитета СССРений и открытий