Ротор синхронной машины

(21) (22) (46) (71) ский тут следователь орскии инсти борудованияИНЬ к электроетения -ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4096343/24-0705.08.8630.07.88. Бюл. Р 28Всесоюзный научно-ии проектно-конструкомплексного электроР. В. Оганян621,313.04(088.8)Видеман Е. и дрических машинс. 219-220.ексеев Е. А, Констрих машин. М.-Л,: Госс. 44.РОТОР СИНХРОННОЙ МАВИзобретение относитостроению, Цель изо упрощение и повьппение надежности крепления лобовых частей катушек. Роторсодержит явнополюсный магнитопровод,установленный на валу 1, многослойныеэлектрические катушки 4 на полюсах 3магнитопровода, дистанционные прокладки 5, расположенные в лобовых частяхкатушер и образующие радиальные каналы охлаждения лобовых частей катушек.Дистанционные прокладки имеют формудвутавров, головки б которых охватывают катушки в лобовой части сверхуи снизу по всем слоям катушки, расположенным в аксиальном направлении дои после прокладки, Это позволяет повысить прочность лобовых частей. 2 з.п. с;ф-лы, 8 ил..ротора синхронных электрических машин,5Целью изобретения является упрощение и повышение надежности креплениялобовых частей катушек полюсов.На Фиг. 1 схематически изображенротор, продольный разрез; на фиг. 2 - 10то же, вид сверху; на фиг. 3 - дистанционная прокладка в форме двутавра;на Фиг,. 4 - вариант дистанционнойпрокладки, выполненной из немагнитного металла, с наложенной изоляцией; 15на фиг. 5 - комбинированная дистанционная прокладка, состоящая из парыдистанционных прокладок, соединенныхй концах головок двутавров тангенциальными элементами; на фиг. 6 - то 20же, изготовленная безотходной технологией; на Фиг, 7 - то же, с радиапьным расположением стоек, изготовленная безотходной технологией; нафиг. 8 - ротор (вид с торца) с перемычками, соединяющими между собойтангенциальные элементы дистанционныхпрокладок катушек всех полюсов.Ротор синхронной машины состоит израсположенной на валу 1 полюсной крестовины 2, имеющей явновыраженные полюсы 3, на которых намотаны (или одеты) электрические катушки 4, В лобовойчасти катушек 4 между ее слоями установлены дистанционные прокладки 5,имеющие форму двутавра с головками 6.При намотке катушки 4 дистанционныепрокладки 5 установлены таким образом,что их головки 6 охватывают высотукатушки 5 как по всем слоям 7, расположенным в аксиальном направлении допрокладки 5, так и по всем слоям 8,расположенным в аксиальном направлении после прокладки 5. Между прокладками 5 образованы радиальные каналы 459, служащие для прохождения воздуха,охлаждающего лобовые части катушки 4,Прокладки 5 могут быть выполнены изизоляционного материала, напримертекстолита, или же, в вариантах исполнения, из немагнитнйго металла, например латуни, В этом последнем случаевнутренние кромки прокладки изолированы изоляцией 10, Катушки 4 с установленными прокладками 5 пропитаныв лаке или компаунде,В варианте исполнения при установ 1ке в одной лобовой части двух прокладок 5 соответствующие по высоте расположения концы их головок 6 соединены друг с другом тангенциальными элементами 11 и образуют комбинированнуюдистанционную прокладку (фиг. 5). Вэтом случае целесообразно выполнитьпрокладки 5 и элементы 11 иэ немагнитного металла (латунь, немагнитнаясталь) и осуществить их соединениесваркой (сварочные швы 12 показанына фиг, 5), В варианте конструктивного исполнения комбинированная дистанционная прокладка может быть полученабезотходной технологией иэ металлической (например, латунной) шины; вэтом случае из шины изготовляютсядва прямоугольных контура - верхнийи нижний - которые посредством сварочных швов 12 соединяются один сдругим двумя вертикальными стойками13 из той же шины (фиг. 6). В другомвозможном варианте конструктивногоисполнения верхние тангенциальныеэлементы комбинированной прокладкиимеют ширину 14 большую, чем ширина15 нижних элементов, причем соотношение этих ширин выбрано так, что приустановке комбинированной прокладкив лобовую часть катушки 4 соединяющиестойки 13 располагаются в радиальныхнаправлениях 16 (фиг. 7). В рассмотренных конструкциях Фигур 6 и 7 уменьшено также количество сварных соединений 12 (шесть сварных соединений вместо восьми на фиг, 5). В следующемварианте исполнения тангенциальныеэлементы 11 дистанционных прокладокв торцах рядом расположенных полюсовсоединены друг с другом перемычками17 и образуют вместе с ними замкнутоекольцо по всем катушкам 4 ротора. Соединение перемычек осуществлено каким-либо известным способом, напримервинтами 18, установленными в отвер"стиях 19 поясов 11 (фиг. 8).Ротор синхронной машины работаетследующим образом,При вращении ротора в расточкестатора синхронной машины и прохождении тока возбуждения по катушкам 4последние нагружаются как в тепловом,так и в механическом отношении. Отвод тепла от потерь в лобовых частяхкатушки производится прохождениемохлаждающего воздуха по образованнымдистанционными прокладками 5 радиальным каналам 9,в результате центробежного выброса воздуха от вращения ротора. Механические нагрузки возникаютот центробежных сил вращающихся масси под их действием консольные лобовыечасти 8 катушек 4 стремятся деформироваться изгибаясь н сторону 20 рас 15точки машины, Этому изгибу препятствуют прокладки 5, головки 6 которыхохватывают сверху и снизу катушку повысоте, придавая катушке 4 свойствамонолитности, так как в этом случаеизгибающим усилиям одновременно сопротивляется суммарное сечение всехвитков катушки в лобовой части,включая слои 7 с меньшей консолью,а следовательно, обладающие значитель но большей жесткостью, При этом интегрирование сопротивляющихся изгибусечений идет как по вертикальным рядам витков катушки, охваченными ограничивающими высоту катушки головками6, так и по горизонтальным рядам,где сопротивление деформации изгибаоказывают силы, прижимающие прокладку5 к внутренним слоям 7 катушки 4, т.е.суммированные по горизонтали силы натяга провода внешних слоев 8 катушки4 при намотке. В итоге прокладка 5,выполненная в форме двутавра, сцепляется с катушкой 4 таким образом, чтопрепятствует деформации полного сечения катушки как в радиальном, так ив аксиальном направлениях. Соединение, прокладок 5 одна с другой посредствомтангенциальных элементов производятс целью дальнейшего упрочнения лобовых частей катушки. В этом случаеэлементами (поясами) 11 точно фиксируется расстояние между прокладкамив тангенциальном направлении и принамотке облегчаются условия правильной установки комбинированных прокладок, повышается их суммарная жесткость, что в конечном счете приводитк более надежной конструкции. Выполнение комбинированных дистанционныхпрокладок безотходной технологией(фиг. 6 и 7) обеспечивает получениеконструкции с малыми затратами трудаи материалов, ввиду чего такая конструкция эффективно может быть применена в серийном производстве. При применении комбинированной дистанционнойпрокладки с радиальным направлениемпрокладок (фиг, 7) увеличивается ихвентилирующий эффект и улучшается охлаждение катушек 4. С целью дальнейшего повышения надежности крепления тангенциальные элементы 11 перемычками 7 объединяются в общее кольцо, удерживающее при вращении ротора все комбинационные прокладки на своих фиксированных радиусах установки.Для дальнейшего повышения прочности и надежности крепления лобовых частей в случае, например, применения конструкции для высокоскоростных электрических машин предлагаемые прокладки 5 двутавровой формы можно сочетать с известными видами общего бандажного кольца, охватывающего верхние головки прокладок всех полюсов ротораКонструктивно верхние тангенциальные элементы 1 (расположенные на уровне полюсного наконечника) могут служить также местом закрепления балансировочных колец ротора, а также, в вариантах исполнения, местом закрепления самих балансировочных грузов. В этом последнем случае количество отверстий 19 на них должно быть большим (фиг. 8).Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я1, Ротор синхронной машины, содержащий установленный на валу явнополюсный магнитопровод, многослойные электрические катушки на полюсах магнитопровода, дистанционные прокладки расположенные в лсбовых частях катушек между двумя группами их слоев., и элементы крепления лобовых частей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения и повышения надежности крепления лобовых частеи катушек, дистанционные прокладки выполнены в форме двутавров, головки которых оватывают лобовые части катушки с обоих торцов по всем ее слоям.2. Ротор по п. 1, о тл и ч а ющ и й с я тем, что концы головок двутавров соседних дистанционных прокладок каждой лобовой части катушки полюса соединены друг с другом тангенциальными элементами.3, Ротор по пп. 1 и 2, о т л и. - ч а ю щ и й с я тем, что тангенциальные элементы дистанционных прокладок соседних полюсов соединены друг с другом перемычками./5 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная ТиВНИИПИпо д13035, Мо Государственногелам изобретенисква, Ж, Рауш Подпискомитети открькая наб еСССРй