Статор электрической машины

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК Ш Н 02 К 9/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСК ВИДЕТЕЛЬСТВ т. 41 5 н с(21) 3576971/24-07(72) Н.Ф. Кузьмин, Л,А. Суханов, В.П. Лошкарев и Г,К. Сапунов (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромашиност ния(54)(57) СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ИАШИ преимущественно вертикального исп нения, содержащий сердечник, набр ный из пакетов, между которыми р положены охладительные элементы,сварной корпус, включающий горизонтальные полки, вертикальные ребра,распорные угольники, брусья длякрепления пакетов, напорный и сливнойколлекторы, соединенные с закрытымина одном конце стояками, подводящиеи отводящие трубки, соединяющие упо-мянутые охладительные элементы состояками, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью упрощения и повышения надежности коллекторы со стояками расположены снаружи корпуса,причем напорный коллектор размещенв зоне верхней части корпуса, а сливной коллектор - в зоне нижней частикорпуса, и подводящие и отводящиетрубки каждого охладительного элемента расположены между соседними брусьями, распорными угольниками и вертикальными ребрами.Изобретение относится к электро- машиностроению и может быть использовано в вертикальных машинах с жидкостным, в частности водяным, охлаждением сердечника статора, например в.гидрогенераторах.Известен статор электрической машины, где наряду с непосредственным жидкостным охлаждением обмоток исполь. зуются для повышения КПД и интенсив О ности охлаждения машины элементы, встраиваемые в сердечник, внутри которых циркулирует жидкость. Конструкция таких охладительных элементов может быть различной. Наиболь ший эффект охлаждения получается в случае, когда охладительный элемент запрессовывается между пакетами сердечника равномерно по его длине, по существу на местах радиальных венти ляционных каналов в машинах с газовым охлаждением 13По условию изготовления размеры охладительного элемента ограничены,%поэтому в крупных машинах например мощных гидрогенераторах, число элементов измеряется сотнями штук, Возникает задача, каким образом обеспечить конструктивно простое и надежное гидравлическое соединение всех охлади тельных элементов по оптимальной схеме и обеспечить удобный подвод к ним жидкости от питающих насосов. При этом необходимо также, обеспечить удобства эксплуатации и ремонтопригодность охлаждающей системы, достигнуть экономии расхода материалов при изготовлении. Известен статор, в частности, турбогенератора с водяным охлаждением сердечника статора при помощи охладительных элементов, размещенных равномерно между пакетами в аксиальном по длине и тангенциальном по окружно 45 сти направлениях сердечника статора. Гидравлические соединения подводящих и отводящих трубок с охладительнымиэлементами и аксиальными трубами осуществлены резиновыми либо тефло новыми шлангами. При этом все соединительные элементы расположены внут. ри корпуса статора, включая напорный и сливной коллекторы, которые располо жены с одного края сердечника стато ра. В обшивке корпуса имеются окна для монтажа и визуального контроля за гидравлическими трактами 23. Недостатки конструкции труднодоступность соединений охладительныхэлементов, ослабление прочности обшивки корпуса, возможность попадания жидкости на сердечник статорав случае течи в соединениях,Наиболее близким по конструктивному решению к предлагаемому является статор электрической машины, пре-,имущественно вертикального исполнения,содержащий сердечник, набранный из пакетов, между которыми расположеныохладительные элементы, сварной корпус, включающий горизонтальные полкивертикальные ребра, распорные угольники, брусья для крепления пакетов,напорный и сливной коллекторы, соединенные с закрытыми на одном концестояками, подводящие и отводящие трубки, соединяющие упомянутые охладитель.ные элементы со стояками 3 ,Такое расположение обуславливаетследующие недостатки: неизбежноенарушение целостности горизонтальныхролок, через которые пропускаютсястояки, сложность монтажа и ремонта машины, опасность попадания жидкости на сердечник при появлениитечи в многочисленных соединениях,ограниченность визуального наблюдения н контроля соединений.В мощных, особенно тихоходныхгидрогенераторах габариты статорадостигают больших размеров (наружные диаметры составляют 10-15 м),радиальное расстояние между сердечником и обшивкой корпуса оказывается относительно небольшим - 1-1,5 м,Сварной корпус образован .большимколичеством конструктивных элементов для обеспечения несущей способности и достаточной жесткости, Вэтих условиях возрастает количествоохладительных элементов и возникаютконструктивные трудности с размещением водоводов внутри корпуса.Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности.Поставленная цель достигается тем,что в статоре электрической машины,преимущественно вертикального исполнения, содержащем сердечник, набранный из пакетов, между которыми расположены охладительные элементы,сварной корпус, включающий горизон"тальные полки, вертикальные ребра,распорные угольники, брусья для311164 крепления пакетов, напорный и сливной коллекторы, соединенные с закрытыми на одном конце стояками, подводящиеи отводящие трубки, соединяющие упомянутые охладительные элементы со стояками, коллекторы со стояками расположены снаружи корпуса, причем напорный коллектор размещен в зоне верхней части корпуса, а слив" ной коллектор - в зоне нижней части 1 О корпуса, и подводящие и отводящие трубки каждого охладительного элемента расположены между соседними брусьями, распорными угольниками и вертикальными ребрами. 15На фиг. 1 изображена одна шестая часть статора вертикального гидро- генератора с жидкостным охлаждением сердечника, разрез А-А на фиг, 2, на фиг. 2 - то же, разрез, Б-Б на 2 О фиг. 1; на фиг, 3 - корпус этой части статора и закрепленные на обшивке корпуса кольцевые коллекторы и стояки с соединениями, вид В на фиг. 1,Предлагаемый статор электрической 25 машины содержит набранные из листов электротехнической стали пакеты сердечника 1, которые закреплены на брусьях 2 и стянуты в аксиальном направлении нажимными плитами 3 с паль-Зо цами 4. Между пакетами сердечника 1 расположены охладительные элементы 5 варной корпус статора 6 состоит из обшивки корпуса 7, горизонтальных полок 8 вертикальных ребер 9, расЭ35 порных угольников 10.Змеевики 11 охладительных элементов 5 при помощи напорных трубок 12 и сливных трубок 13 подсоединены соответственно к напорным стоякам 14 и сливным стоякам 15 при помощи соединений 16.Один конец стояков 14 и 15 наглухо закрыт. Вторым концом они присоедине" ны соответственно к напорному кол лектору 17 и сливному коллектору 18.помощью кронштейнов 19 и 20 коллек-. , оры 17 и 18 закреплены на обшивкекорпуса 7 статора, При этом напорный коллектор 17 размещен вблизи верхнего 50 края обшивки корпуса 7, а сливной коллектор 18 - вблизи ее нижнего края. Фланец 21 (см. фиг. 3) служит для соединения напорного коллектора 17 с трубой подачи охлаждающей жидкости 55 (не показана), а фланец 22 служит для соединения сливного коллектора 18 с трубой слива охлаждающей жид 98 4кости (не показана). Фланцы 23 и 24 предназначены для объединения коллекторов 17 и .18 всех частей статора в единое кольцо.В случае автономного охлаждения каждой части статора коллекторы 17 и 18 в зонах фланцев 23 н 24 должны быть заглушены. На фиг. 2 видно, что коллекторы 17 и 18, стояки 14 и 15 и их соединения 16 вынесены наружу за обшивку корпуса 7. Напорные трубки 12 и сливные трубки 13 (см. фиг.2) расположены между соседними брусьями 2, распорными угольниками 10, вертикальными ребрами 9 и горизонтальными полками 8, поэтому для упомянутых трубок не требуется проходных отверстий либо:пазов в корпусе статора.Устройство работает следующим образом.От напорного коллектора 17 жидкость поступает в напорные стояки 14 и по напорным трубкам 12 пойадает в змеевики 11 охладительных элементов 5 (см. фиг. 1-3). Тепло от пакетов сердечника 1 отбирается в змеевик 11 охладительного элемента 5, откуда выносится с водой по сливной трубке 13 в сливной стояк 15 и далее в сливной коллектор 18, затем, пройдя теплообменник (не показан) и насосы (не показаны) снова попадает в напорный коллектор 17. Конструкция предлагаемо". го статора обеспечивает параллельное гидравлическое соединение всех охладйтельных элементов 5 по высоте. Размещение коллекторов и стояковснаружи корпуса статора и вывод к нийсоединительных трубок позволяет выпол нить многочисленные гидравлическиесоединения снаружи корпуса, не опаса-,ясь их протечек. Кроме того, существенно упрощается конструкция статбра машины, так как механически не нарушаются его несущие конструктивные элементы. Значительно упрощаются монтаж, ремонт и контроль гидравлической системы. Подача охлаждающей воды сверху, а слив снизу корпуса машины вслед" ствие предложенного расположения напорного и сливного коллекторов даат дополнительный гидравлический на. рор и обеспечивает быстрый слив жид кости из системы даже при остановленном насосе.Существенно также, что общее сопротивление участков стояков для квл 1 1116498дого охладительного элемента одинаково. Это обеспечивает равномерностьраспределения жидкости по охладительным элементам. Действительно, длялюбого охладительного элемента путь 5жидкости делится на два участка; отнапорного коллектора до охладитецьного элемента и от последнего до слив.ного коллектора, таким образом путь жидкости по стоякам всегда равендлине одного стояка, В случае расположения сливного и напорного коллектора с одного края статора либо посредине его (как в устройстве-прототипе) путь жидкости по стоякам неодинаков для разных охладительныхэлементов и зависит от их удаленности от коллекторов./7 7 Составитель Л. Карцеваактор М, Циткина Техред И,Кузьма Корвект Тяско аказ 694 илиад ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1116498 Рад Ю 2/4 2. Тираж 666ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Рау Подписноеомитета СССРоткрыл ийкая наб., д, 4/5