Статор электрической машины

Союз Советск ниСоциапкстическнкРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДИТВЛЬСТВУ пи 905944(5 . л. Н 02 К 1/1 В Государствен кенитет СССР вв двлаи изабретеиий н втирьций(72) Авторы изобретения Н.Л. Битюцкий, Е. Х, Глидер, В, Б; Каплунов, .ИЯ, Лицови И, Я. Черемисов Научно-исследовательский, проектно-конструкторскийи технологический институт тяжелого электомашиностроенцязавода "Электротяжмащ нм, ВИ Ленина(54) СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ Изобретение относится к электромашнностроению, в частности к устройству статоров мощных турбогенераторов,Известен статор электрической машины, шихтованный магнитопровод которого состоит из уложенных с перекрытием стыков выштамповок - сегментов электротехнической стали, закрепленных продольными стяжными элементами, причем линии сопряжения соседних сегментов в слое направлены по радиусу 33 .30 Недостатком этой конструкции статораявляется повышенный нагрев сегментовсердечника статора в зоне крайних паке 15тов, обусловленный вытеснением к краямконтура сегмента вихревых .токов, вызванных общим потокосцеплением,с акспнльным магнитным полем,Для расширения нагрузочной способности статора турбогенератора большоймоцностИ целесообразно уменьшение площади контура сегмента, например путемуменьшения шага сегментирования,Наиболее близким к предлагаемомуявляется статор электрической машины, например турбогенератора, содержащий обмотку и шихтованный магнитопровод, набранный из сегментов электротехничеокой стали,уложенных с перекрытием стыков в соседних слоях и закрепленных продольными стяжными элементами 2.В указанной конструкции в крайнихпакетах магнитопровода статора -размещены сегменты, меньшие по плошади, чем в основных пакетах, удаленных от торцов. Уменьшение площади сегментов достигнуто за счет местного увеличения размеров паза. Это приводит к некоторо.му уменьшению площади контуров вихревых токов в зубцах, а следовательно, и добавочных потерь от аксиального магнитного поля рассеяния. Однако снижение нагревов в крайних пакетах в известной конструкции незначительно, .так как участок максимального нагрева в концевой части,магнитопровода, расположен в ярме под дном паза. Кроме того, увели 3 905 М ченные зазоры между обмоткой и активной сталью в концевых частях приводят к повышенной вибрации и пробою изоляции обмотки статора.Целью изобретения является повышение надежности.Указанная цель достигается тем, что в статоре электрической машины, например турбогенератора, содержащем обмотку и шихтованный магнитопровод, набран О ный из сегментов электротехнической Рстали, уложенных с перекрытием стыков в соседних слоях и закреплеНных продольными стяжными элементами, по крайней мерв на части длины магнитопровода уло жены сегменты, линии сопряжения которых друг с другом направлены под углом к радиусу," Сегменты в соседних слоях могут бьггь развернуты на 180 и установлены щ с перекрытием стыков более чем двух сегментов.Боковые стороны сегментов вдоль линии сопряжения с соседними сегментами в слое выполнены с выемками, образук- р шими цри шихтовке аксиальные каналы.Вариантом конструкции является статор, в магнитопроводе которого соседние ,сегменты в слое попарно соединены перемычками, расположенными в зоне ярма.На фиг, 1 приведен статор турбогенератора, продольный разрез на фиг,2 сечение А-А на фиг, 1, на фиг, 3 - сегмент из электротехнической стали нафиг, 4 - вариант конструктивного исполнения сегментов из электротехническойстали, где сегменты соединены в зонеярма перемычками, выполненными зацелос сегментами,Статор содержит магнитопровод 1, за 40крепленный продольными стяжнь ми элементами 2 и зафиксированный в аксиальномнаправлении нажимными кольцами. 3. Брасточке статора размещена обмотка 4,закрепленная в пазной части изоляционнымцилиндром 8. Лобовые части обмотки зажаты между изоляционными элементами6 и 7. На нажимном кольце 3 размещенкольцевой шихтованный магнитный шунт 8.В торцовой части магнитопровода в крайних пакетах со ступенчатым скосом магнитопровода 1 и магнитном шунте 8 установлены сегменты 9 с уменьшеннойтплощадью. При других конструктивныхйсполнениях сегменты 9 могут быть 55уложены только в крайни пакетах илиюолько в магнитном шунте в зависимости от того, в каком из указанных узлов требуется снизить концентрацию добавочных потерь от аксиального магнитного поля рассеяния лобовых частей.Линии сопряжения 10 и следовательно, боковые стороны сегментов, направленные вдоль этих линий, образуют угол й, с радиусом, проведенным через геометрическую ось магнитопровода. В соседних слоях могут быть установлены одинаковые сегменты, причем сегменты повернуты так, что линии сопряжения 10 сегментов ,9 в одном слое направлены под углом к линиям сопряжения сегментов в другом слое. Между пересекающимися линиями сопряжения закпючены участки сегментов, создающие перекрой между слоями, При уменьшении площади сегментов (шага сегментировки) улучшение механических характеристик магнитопровода достигается тем, что сегменты 9 устанавливаются с перекрытием более чем двух сегментов соседнего слоя, в частности в приведенном примере конструктивного исполнения статора каждый сегмент перекрывает 5 сегментов соседнего слоя.Для улучшения электромагнитных и тепловых характеристик сердечника боко вые стороны сегментов (вдоль линии сопряжения с соседними сегментами в слое) в зоне перекрытия стыков выполнены с выемками 11, образующими при сборке магнитопровода аксиальные каналы.В представленной в качестве примера конструкции статора указанные аксиаль ные каналы выполняют функции вентиляционных каначов. В других конструктивных вариантах они,могут %меть другое назначение, например для устайовки продолыых стяжных элементов.Повышение технологичности предложенной конструкции достигается путем соеди нения рядом лежащих в слое сегментов по группам в зоне ярма перемычками 12, выполненными задело с сегментами. При этом практически исключено перетекание вихревых токов в зоне перемычки между отдельными сегментами, а указанные перемычки позволяют производить укладку сегментов группами и способствуют повышению жесткости магнитопровода,Технико-экономический эффект от внедрения данного изобретения состоит в том, что при дальнейшем повышении единичной мощности турбогенераторов, в частности при создании криотурбогенераторов, применение предложенной конструкции позволяет улучшить энергетические показатели (расширить диапазон допустимых нагру5 90594 зок, повысить КПД) н повысить надежность электрической машины в эксплуатации. Формула изобретения1. Статор электрической машины, например турбогенератора, содержащий обмотку и шихтованный магннтопровод, на-, бранный из сегментов электротехнической стали, уложенных с перекрытием стыков в соседних слоях и закрепленных продольными стяжными элементами, о т л нч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, по крайней мере, на части,длины мэгнитопровода уложены сегменты, линии сопряжения которых друг с другом направлены нод углом к радиусу.2. Статор по п. 1, о т и и ч а ю 20 щ и й с я тем, что сегменты в сосед 0 иих слоях развернуты на угол 180 . 63. Статор по пп, 1 и 2, о т л и ч аю щ и й с я тем, что сегменты в сосеаних слоях установлены с перекрытиемстыков более чем. двух сегментов.4. Статор по пп, 1 - 3, о т л и ч аю щ и й с я тем, что боковые сторонысегментов вдоль линии сопряжения с соседними сегментами в слое выполненыс выемками, образующими прн шихтовкеаксиальные каналы,5.Статорпопп 1-4, отличаю щ и й с я тем, что соседние сегментыв слое попарно соединены перемычками,расположенными в зоне ярма. Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1, Комар Е.Г. Вопросы проектироиавийтурбогенераторов М.-Л., Госэнергоиздат,1955, с. 102-168.2. Авторское свидетельство СССРака откРа л ППП Патент, г. Ужгород., ул. Проектная. 4 Тираж 718 ИИПИ Государственного по делам изобретений 3035, Москва ЖПоцписноета СССРтийская наб. ц,