СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ


RU (11) 2011266 (13) C1

(51) 5 H02K1/18 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5043977/07 
(22) Дата подачи заявки: 1992.04.07 
(45) Опубликовано: 1994.04.15 
(71) Заявитель(и): Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт тяжелого электромашиностроения Харьковского завода "Электротяжмаш" им.В.И.Ленина 
(72) Автор(ы): Кузьмин В.В.; Ракогон В.Г.; Черемисов И.Я.; Новиков Я.М.; Пенской В.Ф. 
(73) Патентообладатель(и): Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт тяжелого электромашиностроения Харьковского завода "Электротяжмаш" им.В.И.Ленина 

(54) СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ 

Изобретение относится к электрическим машинам большой мощности, например к турбогенераторам. Сущность изобретения: статор содержит корпус с продольными полыми ребрами, на которых нашихтован сердечник, нажимные фланцы, стяжные шпильки с крепежными гайками. Выполненные из высокопрочной упругой стали стяжные шпильки пропущены через продольные полые ребра и защемлены относительно последних с помощью, например, формообразующих прокладок по крайней мере в двух местах. Между нажимными фланцами и гайками может быть установлены изоляционные прокладки, в этом случае стяжные шпильки также снабжаются корпусной изоляцией. 2 з. п. ф-лы, 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к крупным электрическим машинам, в частности к турбогенераторам.

Известны статоры турбогенераторов, на внутренней поверхности которых установлены продольные стяжные ребра с нашихтованным на них сердечником (1). Продольные стяжные ребра приварены к корпусу. Их цилиндрические концы с резьбовой нарезкой выходят за торцы нажимных плит (фланцев), скрепляющих сердечник в осевом направлении с помощью крепежных гаек.

Основные недостатки указанной конструкции следующие:

неравномерная нагрузка на продольные стяжные ребра;

протекание циркуляционных токов по продольным стяжным ребрам;

неудовлетворительные механические и упругие свойства стяжных конструкций, приводящие к распрессовке сердечника.

Известно, что сегменты сердечника, изготавливаемые из листов электротехнической стали, имеют целый ряд не выходящих за пределы ГОСТа отклонений по толщине листа, короблению листов, серповидности и т. д. При шихтовке сердечника эти отклонения, суммируясь по длине, образуют местные утолщения, которые при жестких нажимных плитах (фланцах) приводят к неравномерному нагружению продольных стяжных ребер. Эта неравномерность достигает 15-25% . Повышение же нагрузки на отдельные стяжные ребра приводит к обрыву цилиндрических концов с резьбовой нарезкой и последующему тяжелому ремонту статоров с расшихтовкой и заменой стяжных ребер.

При работе турбогенератора магнитное поле сердечника наводит в контурах: корпус, сердечник, нажимные фланцы, циркуляционные токи, вызывающие нагрев, удлинение и электроэрозию цилиндрических концов продольных стяжных ребер, особенно в тех зонах, где их концы через нажимные плиты (фланцы) электрически замкнуты на сердечник. В наиболее нагруженных продольных стяжных ребрах это приводит к появлению трещин в местах эрозии и последующему их разрушению. Кроме того, удлинение продольных стяжных ребер от нагрева приводит к потере давления запрессовки сердечника.

Далее, так как продольные стяжные ребра предназначены для сварки с корпусом, их изготавливают из стали, не обладающей высокой упругостью. Их короткие цилиндрические концевые части с нарезкой, предназначенные для взаимодействия с крепежными гайками, практически не имеют никакой упругости. И если отдельные стяжные ребра получают нагрузку, большую расчетной, происходит "протечка" металла и удлинение, также приводящее к уменьшению давления запрессовки сердечника и, как следствие, к вибрации, истиранию изоляции обмотки, электрическому пробою стержней и аварийному останову турбогенератора.

Прототипом изобретения является статор большого турбогенератора [2] , в котором продольные ребра, на которые шихтуется сердечник, приварены к корпусу, а стяжные шпильки с резьбовыми концами установлены в средней части сегментов (в "спинке") и снабжены корпусной изоляцией.

Устройство [2] не требует жестких нажимных фланцев и позволяет в определенной степени скомпенсировать неравномерность нагрузки на стяжные конструкции из-за местных утолщений сердечника.

Однако, шпильки, помещаемые в зоне сильного переменного поля, должны быть выполнены из немагнитной стали, которая не обладает свойствами высокой упругости, также, как и сталь продольных стяжных ребер, предназначенная для сваривания с корпусом. Поэтому в прототипе, также, как и в устройстве [1] упругое состояние сердечника в осевом направлении оказывается недостаточным.

Кроме того, в прототипе не устранены недостатки, связанные с токовыми наводками в продольных ребрах корпуса статора.

И, наконец, расположение стяжных шпилек в "спинке" сердечника статора уменьшает полезное сечение магнитопровода.

Целью изобретения является улучшение электромагнитных характеристик и повышение надежности работы (за счет улучшения упругих свойств стяжных конструкций сердечника) статора электрической машины.

Существо изобретения состоит в том, что в статоре электрической машины помещенные между двумя нажимными фланцами сегменты сердечника нашихтованы на продольные полые ребра, приваренные к корпусу, через которые пропущены стяжные шпильки из высокопрочной упругой стали. Резьбовые концы последних выходят за торцы нажимных фланцев и предназначены для взаимодействия с крепежными гайками.

Стяжные шпильки, по крайней мере, в двух местах защемлены от ребер с помощью формообразующих прокладок. Стяжные шпильки могут быть снабжены корпусной изоляцией, при этом между нажимными плитами и крепежными гайками также устанавливают изоляционные прокладки.

Новизна предложения состоит в следующем:

продольные ребра корпуса статора выполнены полыми;

стяжные шпильки помещены внутри продольных полых ребер корпуса статора;

стяжные шпильки выполнены из высокопрочной упругой стали;

стяжные шпильки защемлены относительно корпуса по крайней мере в двух местах;

между нажимными фланцами и крепежными гайками установлены изоляционные прокладки, при этом стяжные шпильки должны быть снабжены корпусной изоляцией.

Указанные новые признаки в совокупности с известными существенными признаками позволяют получить новые свойства устройства, заключающиеся в устранении негативного влияния магнитного поля статора (электроэрозия и др. ) на элементы конструкции, несущие большую механическую нагрузку, в возможности применения для этих элементов высокопрочной легированной стали, обладающей хорошими упругими характеристиками, в ремонтопригодности.

На фиг. 1 показан статор турбогенератора, продольный разрез; на фиг. 2 - фрагмент поперечного сечения статора, (сечение А-А на фиг. 1) без обмотки; на фиг. 3 - фрагмент поперечного сечения статора в увеличенном масштабе, (узел I на фиг. 2).

Статор электрической машины (фиг. 1,2) содержит корпус 1 и сердечник 2, в пазах которого расположена обмотка 3. К корпусу 1 приварены продольные полые ребра 4, на которые нашихтованы пакеты сегментов 5 с вентиляционными промежутками 6 между ними. Сердечник зажат между нажимными фланцами 7 посредством стяжных шпилек 8 и крепежных гаек 9. Между фланцами 7 и сердечником 2 установлены нажимные пальцы 10. Лобовые части обмотки 3 закреплены на кронштейнах 11 нажимных фланцев 7 с помощью бандажей 12.

Стяжные шпильки 8 (фиг. 3), выполненные из высокопрочной упругой стали, снабжены корпусной изоляцией 13 и в трех местах по длине защемлены относительно ребер 4 прокладками 14 из формообразующего материала. Между нажимными фланцами 7 и крепежными гайками 9 установлены изоляционные прокладки 15.

Порядок сборки статора следующий. Пакеты сегментов 5 сердечника 2 шихтуются на полые продольные ребра 4. С торцов сердечника 2 устанавливаются нажимные пальцы 10 и нажимные фланцы 7. С помощью, например, зонтичного пресса сердечник 2 сжимается с торцов до расчетной длины. Стяжные шпильки 8 нагреваются, например, с помощью электрического тока, до температуры, которую допускает изоляция 13, примерно до 130оС, устанавливаются и затягиваются крепежные гайки 9, после чего давление пресса снимается.

Устройство работает следующим образом.

При нагревании стяжные шпильки удлиняются и в горячем состоянии на них устанавливаются крепежные гайки. При остывании стяжные шпильки 4 сжимаются (укорачиваются) и приобретают напряженное состояние. После снятия давления пресса шпильки создают эффект "натянутых струн". Сердечник приобретает упругую связь. Пpи работе генератора сердечник нагревается сильнее, чем шпильки, из-за разницы температур шпильки получают дополнительное растягивающее усилие. После останова генератора и его остывания шпильки возвращают сердечник в первоначальное упругое состояние.

Так как стяжные шпильки удлиняются и сжимаются равномерно по длине, сердечник также получает равномерную (однородную) запрессовку по длине и усилия на резьбовые концы шпилек распределяются более равномерно.

При работе электрической машины магнитное поле сердечника наводит токи в контурах"продольные ребра-сердечник-нажимные фланцы". Для разрыва цепи стяжные шпильки 8 изолируются от корпуса изоляцией 13 и от нажимных плит изоляционными прокладками 15.

При работе генератора от электромагнитной возбуждающей силы сердечник и корпус вибрируют. Вибрация передается и на стяжные шпильки, поэтому, чтобы колебания последних не пришли в резонанс, шпильки в нескольких местах по длине защемлены прокладками из формующегося материала, например, типа "препрег", который при термообработке обмотки в статоре полимеризуется и затвердевает.

Таким образом, изобретение позволяет решить задачу повышения надежности работы крупной электрической машины за счет повышения прочностных и упругих характеристик стяжных конструкций сердечника статора и устранения негативных влияний на элементы конструкции электромагнитного поля статора. (56) Авторское свидетельство СССР N 1170550, кл. Н 02 К 1/16, 1985.

Заявка ЕР N 0171571, кл. Н 02 К 1/16, 1986. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащий шихтованный сердечник, нажимные фланцы, корпус с продольными ребрами, на которые нашихтованы листы сердечника, стяжные шпильки с крепежными гайками, отличающийся тем, что продольные ребра корпуса выполнены полыми и в них помещены стяжные шпильки, выполненные из высокопрочной упругой стали.

2. Статор по п. 1, отличающийся тем, что шпильки по крайней мере в двух местах по длине защемлены относительно полых продольных ребер корпуса, например, с помощью прокладок из формообразующего материала.

3. Статор по п. 1, отличающийся тем, что между нажимными фланцами и крепежными гайками установлены изолирующие прокладки, а стяжные шпильки снабжены корпусной изоляцией.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru