Статор электрической машины

и 938349 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическиеРеспублик(51)М. Кл. Н 02 К 1/20 Н 02 К 9/20 Геоударотеоиый комитет СССР по делам иэабретеиий и открмтий(53) УДК 621,313 . 713(088 8) Дата опубликования описания 23.06.82(72) Авторы изобретения Г. Г. Счастливый, Г, М. федоренко, В. И. Выговский и В, Н. Николаев Институт электродинамики АН Украинской ССР и Специальноеконструкторское бюро при Институте электродинамикиАН Украинской ССР(54) СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ 1Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к устройствустатора электрической машины, напримертурбогенератора,Известна конструкция статора электрической машины с газовым охлаждением,в которой каналы охлаждения находятсяу дна паза, Для более интенсивного охлаждения вместо газового применяютжидкостное охлаждение, для чего в каналы помещают охлаждающие трубки, цо ко-,торым циркулирует жи дкий хла дагент, например вода 13.Однако такие конструкции сложны визготовлении, при циклических нагрузкахвозможны утечки хладагента, а такжеобладают недостаточной ремонтопригодностью. Кроме того, в таких конструкциях вследствие неравномерности потерь,выделяемых в крайних. пакетах сердеч оника статора, остается существеннаянеравномерность температурного поля,являющаяся в значительной степени источником дополнительного шума, вибра 2ций, тепломеханических напряжений, которые в конечном итоге приводят к понижению надежности и нагрузочной способности машины в целом.Известна конструкция электрической машины, в которой, сцелью повышения надежности путем увеличения интенсивности охлаждения, статор содержит ко-. нические тепловые трубы, расширяющйесяв зоне вентилятора 12), .Однако такая конструкция малоэффективна в электрических машинах больших мощноа; ей, например турбогенераторах, не обеспечивает эффективного охлаждения крайних пакет ов сер дечника статора, в особенности зоны максимальных тепловыделений - дна паза крайних пакетов. Наиболее близким к предлагаемомУ по технической сущности является устройство для охлаждения статоров вращающихся электрических машин с помощью тепловых труб, устанавливаемых непосредственно в паз электрической машины3 9383 в том числе и на дне паза. Конденсационные части тепловых труб в рассматриваемой конструкции выведены вне корпуса статора и внутреннего щитового пространства машины и расположены в прост ранстве с самостоятельным охлаждением 31 .Однако известное устройство слишком громоздко. В процессе эксплуатации машины, в особенности при циклических 1 О нагрузках, ослабевает контакт испарительной части тепловой трубы с элементами конструкции, которые подлежат охлаждению.Тепловое сопротивление к стенке теп 15 ловой трубы от пакета существенно увеличивается, вследствие чего эффективность охлаждения тепловыми трубами соответственно снижается. Кроме того, в устройстве тепловую трубу можно установить только в необмотанном статоре, Замена же тщловай трубы, например, после исчерпания ее ресурса. работы требует перемотки всей обмотки статора, т,е. рассматриваемая конструкция обладает также недостаточной ремонтопригодностью,Цель изобретения - повышение надежности и нагрузочной способности машиныпутем увеличения интенсивности охлаждения крайних пакетов сердечникй статора и стабилизации их теплового состояния,Поставленная цель достигается тем,что в статоре электрической машины,35например, турбогенераторе, содержащемшихтованный, разделенный на пакетысердечник с пазами для обмотки, стержни статора, нажимные фланцы, нажимныепальцы, вентиляционные каналы между40нажимными фланцами, пальцами и крайними пакетами, тепловые трубы, установленные в пазах крайних пакетов, внутренние и наружные поверхности которыхвыполнены расширяющимися к зоне охлаж 45дения, тепловые трубы выполнены в форме клина в продольном направлении (параллельно продольной оси электрическоймашины) с прямоугольным поперечнымсечением и прибопчены к кронштейнам,50установленным на нажимных фланцах свозможностью осевого перемещения ирегулируемого прижатия испарительнойчасти тепловой трубы к дну паза крайнихпакетов и стержню статора, конденсационная часть тепловой трубы имеет ребра ох 55лаждения и установлена в вентиляционных каналах между нажимным фланцеми крайним пакетом. 49 фДпя выполнения кпиновидного соединения между испарительной частью пепловой трубы и стержнями статора установлена клиновидная прокладка, образующая вместе с тепловой трубой в зонекрайних пакетов сердечника статоравстречное кпиновидное контактное соединение.Кроме того, с целью повышения ремонтопригодности (ремонт или заменатепловых труб), нажимной фланец понижней своей кромке выполнен с аксиальными каналами, тангенциальный шагкоторых равен зубцовому шагу сердечника статора, ширина и глубина каналов не превышает ширину и высоту реберконденсационной части тепловой трубы.На фиг. 1 представлено предлагаемоеустройство статора электрическоймашины, общий вид; на фиг, 2 - счение А-Ана фиг, 1; на фиг, 3 - вид Б на фиг. 1,Над дном пазов крайних пакетов сердечника статора установлены тепловыетрубы 1; выполйенные в форме клина,конденсационные участки 2 которых установлены в вентиляционных каналахмежду нажимными фланцами 3, крайнимипакетами 4 и пальцами 5. Со стороныстержней 6 обмотки статора установленклин 7 из высокопрочного электроизоляционного материала, который широкимторцом упирается, например, в четвертый по счету от краев пакет 8 сердечника статора. При этом клин 7 и тепловая труба 1 образуют встречное клиновидное контактное соединение,Возможность осевого перемещенияи регулируемого прижатия испаритепьнойчасти тепловой трубы и дну паза крайних пакетов и стержню статора обеспечивается наличием узла 9, установленного на нажимном фпанце Э, и болта 10, который с помощью, резьбовогосоединения соединяет тепловую трубу 1и пакет 8,Дпя улучшения теплового контактамежду испаритепьной частью тепловойтрубы и дном паза крайнего пакета между ними проложена прокладка 11 изстекпоткани, пропитанная теплопроводяшейпастой, Между стержнем 6 обмотки статора и клином 7 проложена прокладка12, предохраняющая повреждение изоляции стержня. Предлагаемое устройство работаетследующим образом. Тепловыделения у дна паза крайнегопакета благодаря наличию хорошего теп5 9383 лового контакта отводятся тепловой тру.бой через посредство хорошо развитой ребристой поверхности конденсационной части в вентиляционные каналы между нвжимным фланцем и крайним пакетом, 5 в которых обеспечивается интенсивное охлаждение теплоотдающих поверхностей. Вследствие этого происходит понижение величины температуры в зоне повышенных тепловыделений у дна паза 10 крайних пакетов.Предложенная конструкция позволяет относительно просто обеспечить надежный тепловой контакт с дном паза крайних пакетов у которых, как правило, на-;5 блюдвются максимальные тепловыделения; в мощных турбо- и гидрогенервторах) и благодаря этому отвести тепловыделения у дна паза пакета в расположенный в непосредственной близости от крайнего па кета вентиляционный канал между нажимным фланцем, пальцами и крайним пакетом. При этом не требуется применение сложных дорогостоящих конструкций и увеличения затрат энергии нв дополнительную интенсификацию охлаждения указанной зоны с максимальными тепловыделениями пакета.Как показывают проведенные расчеты устройство позволит понизить мвксималь - з 0 ную температуру у дна паза крайних пакетов до уровня средней температуры крайних пакетов при работе с номинальной активной нагрузкой с повышенным 059 и в режимах недовозбуждения при СОУ от 1,0 до 0,95.Снижение повышенной температуры у дна паза крайнего пакета до уровня средней в маневренных режимах повышает надежность турбогенераторов и увеличивает межремонтный период.Ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства в год при работе в маневренных режимах, например, для турбогенератора мощностью 200 МВт составляет 197,7 тыс. руб. Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Патент Швейцарии, Иф 582969,кл. Н 02 К 9/12, 1976,2. Авторское свидетельство СССР% 541244, кл. Н 02 К 9/20, 1976,3. Авторское свидетельство ЧССР% 59178, кл. Н 02 К 9/20, 1974. Формула изобретения 1. Ствтор электрической машины,содержащий шихтованный разделенный 49 6на накеты.сердечник с пазами, в которых расположены стержни, нажимныефланцы и нажймные пальцы, образукщие с крайними пакетами сердечника вентиляционнйе каналы, и установленные впазах крайних пакетов тепловые трубы с конденсационньпФ оребренным и испарительными участками,. внутренние и наружные поверхности которых выполнены расширяиднмися к торцам сердечника, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповьппеция надежности и нагрузочкой способности путем интенсификации охлаждения и стабилизации теплового состояния крайних пакетов сердечника при переменных нагрузках, каждая из тепловых труб выполнена в виде клина и прикреплена к установленному на нвжимном фланце кронштейну с возможностью осевого и радиального перемещений,обеснечиввющих контакт испарительного участка тепловой трубы с дном пазакрайних пакетов и со стержнями, а конденсационные участки тепловых труб расположены в упомянутых вентиляционныхканалах.2, Статор, по и. 1, о т л и ч в ющ и й с я тем, что между испврительным участком каждой тепловой трубы и стержнями установлена клиновая прокладка, образующая с тепловой трубой встречное .клиновидное контактное соединение.3, Статор по и, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повьипении ремонтапригодности, нвжимной фащец по нижней своей кромке выполнен с аксивлыыми каналами, такгенцивльный швг которых равен зубповому шагу сердечника,а ширина и глубина каналов не нревышвет. ширину и высоту ребер конденсационного участка тепловой трубы, 938349/76 Тираж 721 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений, и открытий 113035; Москва, Ж, Раушская наб д