Статор электрической машины переменного тока

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СОЮЗ т.ОВЕЧСКИХСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 150480 (21) 2910410/24-07 51) М. КЛ. сприсоединениемзаявки М -Н 02 К 3/42 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытнй(72) Авторыизобретения Г.Г.Счастливый, А.И.Титко и 1 Заявите ститут электродинамики АН Украинской СС 54) СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКАэк Изобретение относится к электри- ческим машинам переменного тока, в частности к мощным турбогенераторам, характеризующимся значительными электромагнитными и тепловыми нагрузками торцовых элементов статора.Известна конструкция статора электрической машины переменного тока с шихтованным сердечником и на 1 жимными плитами, изготовленными из пластмассы, армированными тангенциальными и радиальными стержнями, которые вместе образуют магнитный шунт для торцового потока, поступающего в плиту и имеющего возможность 1 замыкаться в области плиты на полюсном делении 11 .Однако известная конструкция является сложной по технологии и обладает недостаточной механической прочностью для мощных электрических машин переменного тока.Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является конструкция статора электрической маши ны переменного тока, например турбогенератора, содержащая шихтованный сердечник с обмоткой, массивные нажимные плиты, пальцы и электропроводные экраны, установленные в концевых 3 зонах сердечника. Электромагнитные раны, установленные в концевых зонах сердечника, представляют собой медные кольца, располагаемые на поверхностях плит, и устанавливаются для защиты крайних пакетов сердечника статора от переменных потоков рассеяния лобовых частей обмоток машин 2 .Недостаток данной конструкции сос тоит в том, что магнитный поток "выпучивания", которым является часть рабочего потока, вытесненного из воздушного зазора, и часть магнитного потока рассеяния лобовых частей обмоток машин, отражаясь от поверхностей электропроводного экрана и немагнитной нажимной плиты и огибая их, проникают в зубцовую зону крайних пакетов сердечника статора, увеличивают добавочные потери и наг" рев в этой области, вследствие чего уменьшается нагрузочная способность и снижается надежность работы машин.Цель изобретения - увеличение нагрузочной способности, расширение диапазона допустимых нагрузок, повышение мощносж и повышение надежности машин путем увеличения эффективности экранирования крайних) О та (О)3 Э ЛЕКтрЕЧЕСКС;ЕТ ЛгаТЕ;Ы СГО) Ер )(Ит шихтова.:ный сердечник "., аль- У,Ы 2 СТРУ 3)Е(ЕИ 3 06 МОТКЕ С ГЭ.Т(ЭГ 3 сЭ. ЗаКЛсДУШ(И -.ЛЕКТРОма.(НИТНй ЭК - ран 5, ООстоящий из магииИОГО эле - мента б и высокоэлектрогтт)о)одной части 7 ) нажимную пл)игу 8 с на . ужной 9 и внутренней 10 бгок(3 ве л)и поверхностями. Высокоэлсктропроводная часть ЭКРана, УСТЯНОВЛЕННаЯ МГЖДУ Нс)1(ИМНОЙ плитой и торцом 11 сердс.Яника статоРа ) СОДЕРХ(КТ РЗУиау)Ьс)ыс РГ,ВРа 1. с. ВЫСТУГаЮ)1 Е В ВЕНТИ)ЯТУЕОННЫЙ КанаЛ месду пал):дами, Радиальные ребра 12 ИМЕ 10 Т ,О Выг(ЭТСЭ ЗР.ГЕЛ)ЕЕН)УЮ ВС)11)Г,ИНУ Гс)к С.ТО и (ТН) Е( с) (. а 10 Р-) ОТ П 30ТИК 1 Свон)ЕЯ Е Н 1 Х Г") 1 Е)И ТЕ )Х ПОТОК(1)Ег,111) У 1 1 1 а(.:(нс )1 НЯ ОбОт(.;кЛс)ИН .)ой 11) ГИТЫ ) )11101 ОСИой) )ТЕ ВК С;И -алИОм на 113:.в)1 ени и мс "и 1 н:тлс) "ле-М(ЗНТОМ, МЕ 1;УУ СОЯЛ)ЕИ К. )Г)0 с) У)а( -ПОЛОЖЕНЫ И З СЦ 1 Я 1 И ОН ЕГЬ. 11)ЭС) К;1 а У 1 К И, 1)гфиг,- т Г;.)ь:.,;.,0 р реа гпз я(и). ср(Г) Ге;гн с)Э т( 3 а ЕЕ сзт с) ВЭг Т 3 С Н и г Й б О Е( (.) О ЙС) - ВЕРХНОСти НажИМЕТРЙ;ЛИ,Ы, г)а фк).ПРИМЕР РС) Л 3 аЦИИ СТРТОТ)с Г: ЭЛ(КТОМагиит)ЕЕЧМ Э) а НГМ , СтаноУ)с 11: 1)1 .1На 3 уУ(с)й г)(31 ОВОЙ У 0 СркОС 1 Е )аЛ(1,НОЙ Пу ИТ) МНОГОСЛОЙ и 1 М В сК С И с)" - ном на Гран Тс)Ии мат нитным э.)смоиОм,На фИГ8 - 1;рИМЕр рсат)ИС) ац)ЕИ:(рсЛЕния экоана:Еа наружной поверхОтинажимнОЙ елит 11.ЛЕЭГ ЕИтНОГО СтЕРжня г)Л(С,1 ии 1 кольца (тангенциальь о магнитного стерже)я) ).),:,) ) );, . Обци 1 радкальный размер .;.: ЯЕ:ТНОГО ЭЛЕМЕНта )(Е(С + ) ГМс )( 1),е. радиального размера спинки )3(; ДЭГНИКа 1 КОЛЬЦЕВаЯ ЧаСтЬ И )ЯУ с)ГЕЕГЫР Р ГЕРЖНК СОЕДКНЯЮТСЯе . ) ус ) р )Г О) е и з в е с т) л 1 с) и о с О б О м ;:10 " . такжс. конст:)уктиве)О быть гЬ 11 Л Нг- НГ В Е)ИУЕ ЕДИНОГО ЦРЛОГО гЛ(; ЕТС.Г ЕЕТТ)Е,), )а) ЕИТНЬЕЙ .) г 1 РЛЕЕНТ лОжс.т (т ве)эоунен и в виде паке- -а )ЕХТОТ ЯННОГО В аКСИаЛЬНОМ НаЕравлс)нии железа 17 из электротехни- ГССКОЙ СтсИ С ИЗОЛЯ 1)ИОННЫМИ СЛОЯ - М м:.жу ЛИС: а МИ . ВЫСТПЬ ВЫСОКО - ).ГР ;(ЭУЕРОВОДНОЙ Чаотк РаСПОЛОЖЕНЫ ш( ж,г ,сскальными стержнями,В с)Учс)е Устане)ки электРОмаГ Еи э н го экрана между нажимной пли- )ОЙ и торОм сердечника экран крепи.там( 18. Воли же экран уста;.)т и(; Га наружной поверхности пли 0 )ее(уу эк 3 анОМ и нажимной пли Той Уг:танаВЛИЭаЮтСЯ ЛИСтаНЦИОННЫЕ Ег):,:)у:ки 19 уля образования )зен,;:, иЕогс канала 20, В закла- :,уЕЕ)(а:. г Мо) ут быть предусмотрены нкс;"иле,ные вентиляционные каналы 21 ",;иняющие вентиляционный канал 20 .Рж), элсктромагнитным экраном и на жимной плитой с вентиляционными кан ):.)Ми мс;жду нажимном плитой и торсердечника статора. Направление уяижс ния хладагента в этом случае.ре работе электрической машик)гименного тока магнитные пото- К:1 И,г.уЧИВаНКя" И раССЕяНИя ЛОбс - тх частси Обмоток проникают в зубцов;",:) зону крайнкх пакетов. Однако ЭСТЬ ЭтКХ ПОТОКОВ ЗаМЫКаЕтСЯ На мане тном элементе предлагаемой конструкции экрана. Вследствие этого уменьшается нагрев пакетов в зубцовой зоне и в области дна паза, С)рсэ)ис того, пазы в электропроводном кольце 7, в которых находится ма"е) )ный элемент б уменьшают т (Э 03)я 1 ЗМЕНя(.ТС 51 ОТ ЕЕ уО Е)л ,фО)г(11(31)Г.) Н)ЕС) с, --- )ОЖЕ 1 раВНЯТЬСЯ ))нат)рим ), 1) 2 - 1,5. Эбразуощая 13 радиальОго ребра по радиусу выполнена Г)1)0;аЗНО 1 С. длиной ВОЛНЫ, НаПрИ,ГР г);3 ЛЕЕРО РаВНОй 1/4 РаДКаЛЬНОГ С1 ) )".Е 3 а 1 ( С П И Е 1 К Е С Е ) ДЕ Ч Н И К а С Т а Ге), .Ес)гнитеегй элемент б выполненя )ами 14 и радиагЬными стержЕг) 1:) 1 б 1 ЗЯМ 3 ГОЛЬНОЙ фОрМЫ г КОТО(ЭРУ 11)011) В РДИЕ)ОЕ ЕСЛОЕ КОЛЬаНГЕНЕиатЕНЫЙ ШаГ с УЭа" у)ОЭЕ н с); ).".,агнитных стержней равен,с). Е )л(р, з бцовому, Высота радиаль 955372на торце электропрсводного экрана(в зоне загсладугггегс) тангенциальные токи, которые оказывают неблаго.приятное влияние на эффективностьэкранировация крайних пакетов,Так как значительный магнитный 5поток замыкается на магнитном элементе экрана, то в нем выделяетсяэнергия Джоухгя-Ленца, что приводитк повышению нагрева. Однако вследствие теплового контакта магнитного 10элемента и электропроводного материала с высоким значением коэффициента теплопроводности теплоотводот магнитного элемента улучшается.Значительно улучшают теплоотвод отэкрана в охлаждающую среду установленные на поверхности экрана ребра,торцы которых для уменьшения радиальных вихревых токов выполненыволнистыми, Аксиальная шихтовка,"тержней с изоляционными прокладками обеспечивает минимальное выделение энергии Джоуля-Ленца.Таким образом, статор электричес.кой машины предлагаемой конструкцииуменьшает магнитный потогс, проникающий в зубцовую зону крайних пакетовсердечника статора, и тем самымуменьшается нагрев указанных элементов концевой зоны сердечника статора, А как известно, нагрев зоны днапаза крайних пакетов, вызываемойМестными потерями от аксиальных потоков рассеяния, ограничивает допустимую нагрузку турбогенераторов врежимах перевозбуждения и при асинх,ронном ходе. Поэтому выполнение экрана, содержащего магнитный элементи слой электропроводного материала,образующие вместе цилиндрическоекольцо с плоскими боковыми поверхностями, и радиальных волнистыхребер на внешней поверхности экрана за счет повышения эффективностиэкранирования зубцовой зоны крайних пакетов сердечника существенно 45улучшает эксплуатационные характеристки элементов торцовой зонысердечника статора, повышает нагрузочггун способность и надежность работы машин переменного тока.Технико-экономический эффскт от внедрения предлагаемой конструкции в отечественных генераторах мощностью 500 МВт и выше достигается эа счет увеличения нагрузочной способности, расширения диаграмм нагрузок, повышения мощности и повышения надежности электрических машин,Формула изобретения1. Статор электрической машиныпеременного тока, содержащий шихтованный сердечник, обмотку, пальцы инажимную плиту, на поверхности которой установлен экран, включающийвыполненную из высокоэлектропроводного материала часть в виде кольца,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения надежности и увеличения нагрузочной способности, экран дополнительно снабжен магцитнымэлементом, состоящим иэ кольцевойчасти и радиальных стержней, высокоэлектропроводная часть экрана установлена заподлицо на одной иэ боковых поверхностей магнитного элементаснабжена выступами, расположеннымимежду радиальными стержнями магнитного элемента.2. Статор по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью увеличения эффективности охлаждения прирасположении экрана со стороны сердечника, высокоэлектропроводноекольцо снабжено радиальными ребрами, выступающими в каналы между пальцами,3. Статор по п,2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что радиальные ребра выполнены волнистыми,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 199958, кл, В 02 К 3/42, 1967.2. Титов В.В. и др. Турбогенераторы. Л.О, "Энергия", 1967, с,775,776,.955372 Тираж 721 ПоНИИПИ Государственного комитета СССпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб.,сно 65/6 ка д. 4/ Филиал ППП "Патент",.г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель Ф.ПодольскаяРедактор Л.Горбунова Техред Т.Маточка Корректор В.БУт