РОТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

РОТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ


RU (11) 2040099 (13) C1

(51) 6 H02K3/51 

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

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

(21) Заявка: 5051815/07 
(22) Дата подачи заявки: 1992.06.29 
(45) Опубликовано: 1995.07.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Титов В.В., Хуторецкий Г.М. и др. Турбогенераторы. Л. : Энергия, 1967, с.234-238. 2. Домбровский В.В., Хуторецкий Г.М. Основы проектирования электрических машин переменного тока. Л. : Энергия, 1974, с.132. 3. Авторское свидетельство СССР N 472422, кл. H 02K 1/28, 1975. 4. Авторское свидетельство СССР N 1672542, кл. H 02K 3/16, 1991. 5. Авторское свидетельство СССР N 192900, кл. H 02K 3/51, 1967. 
(71) Заявитель(и): Акционерное общество открытого типа "Электросила" 
(72) Автор(ы): Кади-Оглы И.А.; Антонов Ю.Ф.; Дереза И.В.; Иогансен В.И.; Чашник П.И.; Чернявский В.П.; Штилерман И.З. 
(73) Патентообладатель(и): Акционерное общество открытого типа "Электросила" 

(54) РОТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ 

Использование: в турбогенераторах. Ротор электрической машины содержит бандажное кольцо 1, которое насаживается на бочку 2 ротора в горячем состоянии. Коническая шпонка 3 предварительно заводится в кольцевой паз бочки 2. Гайка 5 заворачивается на резьбу в бандажном кольце 1, плотно прилегая своей скошенной торцовой поверхностью к шпонке 3. При этом шпонка имеет электрически замыкающий ее элемент. Изобретение позволяет полностью исключить осевые перемещения бандажного кольца на вращающемся роторе и защитить посадочные поверхности на бочке и бандажном кольце от подгаров. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электромашиностроению, преимущественно может быть использовано в конструкциях турбогенераторов.

Известно, что в крупных электрических машинах, в частности турбогенераторах, обмотка возбуждения в лобовых частях крепится с помощью массивных бандажных колец, насаженных в нагретом состоянии на бочку ротора с натягом, обеспечивающим контакт между поверхностями при всех скоростях вращения до номинальной [1] При этом надежный контакт между бандажным кольцом и бочкой ротора обуславливает низкое переходное сопротивление между ними и снижает нагрев торцовой зоны ротора от действия токов обратной последовательности, так как бандажное кольцо в этом случае играет роль короткозамыкающего элемента.

Однако при длительной работе турбогенератора в анормальных режимах (значительная несимметрия, асинхронный ход) бандажное кольцо может разогреваться токами обратной последовательности до температур, которые вызывают исчезновение остаточного натяга при номинальной скорости вращения ротора. В таких случаях усилие, действующее на бандажное кольцо вследствие небольшой конусности его поверхности, на которую опирается лобовая часть обмотки возбуждения, может отодвинуть бандажное кольцо от торца бочки ротора. Поэтому в практике элетромашиностроения вводятся дополнительные конструктивные элементы, например кольцевые разрезные шпонки, препятствующие осевому смещению бандажного кольца относительно бочки ротора.

Кроме этого, исчезновение остаточного натяга нарушает надежный контакт между бандажным кольцом и бочкой ротора, вызывая резкое увеличение переходного сопротивления между ними, вызывая повышенный нагрев от действия токов обратной последовательности в районе посадки. В мощных турбогенераторах для снижения перегрева торцовой зоны ротора используется демпферная обмотка, которая образуется стержнями в пазах под клином и короткозамыкающими элементами из проводящих материалов в лобовых частях [2]

Однако демпферная система с короткозамыкающими элементами вне зоны посадки бандажного кольца не позволяет исключить местные подгары посадочных мест при работе турбогенераторов со значительной несимметричной нагрузкой или в асинхронном режиме.

Известна конструкция ротора электрической машины, у которой бандажное кольцо удерживается от осевых перемещений шпонкой, выполненной из кольцевых сегментов, имеющих форму клина, при этом шпоночный паз бандажного кольца также имеет форму клина, соответствующую форме шпонки [3]

Недостатком такой конструкции является наличие клиновых прокладок, служащих для расклиновки сегментной шпонкой бандажного кольца и бочки, которые должны быть закреплены от действия сил, вызывающих осевые перемещения, и центробежных сил, что требует введения дополнительных конструктивных элементов, усложняющих сборку ротора. Кроме того, шпонка надежно контактирует с бочкой ротора только через прокладку и не является сама по себе короткозамыкающим элементом, так как выполнена сегментной, а потому не защищает посадочные поверхности от подгаров.

Известен ротор электрической машины, имеющий на бочке тангенциальные канавки, в которых расположены перемычки, электрически соединяющие пазовые клинья, так что образуются короткозамкнутые контуры [4]

Однако такая конструкция сложна технологически, так как требует заливки материала перемычек, например латуни, в предварительно проточенные на бочке канавки, после чего производится чистовая токарная обработка и фрезерование пазов. Такая технология трудно осуществима применительно к роторам мощных турбогенераторов, имеющих большой диаметр бочки ротора.

За прототип взята конструкция ротора электрической машины, у которой бандажное кольцо удерживается от осевых смещений посредством кольцевой гайки с наружной резьбой, размещенной на наружной поверхности бочки ротора и упирающейся своей торцовой поверхностью в разрезную шпонку, установленную в кольцевой канавке бочки ротора [5]

Однако такая конструкция не исключает возможности сползания бандажного кольца с перекосом при исчезновении остаточного натяга, что отрицательно сказывается на вибрационной стабильности ротора в процессе эксплуатации и снижает его надежность. При этом шпонка не является короткозамыкающим элементом, по крайней мере, из-за того, что выполнена разрезной. Кроме того, при перекосе бандажного кольца площадь контакта шпонки с бочкой резко уменьшается, что увеличивает переходное сопротивление между шпонкой и бочкой и приводит к местным подгарам.

Задачей изобретения является повышение надежности ротора электрической машины и упрощение его конструкции, а также защита от местных подгаров посадочных поверхностей.

Задача решается тем, что в роторе электрической машины, содержащем обмотку возбуждения, закрепленную в лобовых частях бандажными кольцами посредством гайки, упирающейся в кольцевую разрезную шпонку, установленную в кольцевой канавке бочки ротора, кольцевая шпонка выполнена из материала с высокой электропроводностью и имеет коническую форму, а торец гайки со стороны шпонки имеет скос, соответствующий профилю шпонки, причем шпонка снабжена электрически замыкающим элементом, образуя короткозамыкающее кольцо, имеющее постоянный центробежный контакт с поверхностью бочки ротора, в непосредственной близости перед посадкой бандажного кольца.

За счет выполнения разрезной хорошо электропроводящей конической шпонки с замыкающей накладкой, одновременно предотвращающей осевые смещения бандажного кольца и образующей короткозамыкающее кольцо, контактирующее с поверхностью бочки ротора, обеспечиваются вибрационная стабильность ротора в процессе эксплуатации и шунтирование в отношении токов обратной последовательности зоны бандажной посадки.

Таким образом, предложенная конструкция отличается надежностью и простотой фиксирует бандажную посадку и предохраняет ее от подгаров.

На фиг. 1 показано крепление бандажного кольца на роторе; на фиг. 2 представлена шпонка с замыкающим элементом, поперечный разрез.

Ротор электрической машины (фиг. 1) содержит бандажное кольцо 1, которое насажено на бочку 2 ротора в горячем состоянии. Разрезная коническая шпонка 3, выполненная из материала с высокой электропроводностью, например из хромистой бронзы, предварительно заводится в кольцевую канавку 4 бочки 2 ротора. Гайка 5 заворачивается на резьбу в бандажном кольце 1, плотно прилегая своей скошенной поверхностью к шпонке 3 так, что другая грань шпонки упирается в стенку кольцевой канавки 4.

На разрезной шпонке 3 (фиг. 2) имеются выступы 6, под которыми расположен короткозамыкающий элемент накладка 7 из материала с высокой электропроводностью.

При вращении ротора под действием центробежных сил разрезная шпонка 3 конической формы, действуя на гайку 5, оказывает осевое усилие на бандажное кольцо 1, противодействующее осевому усилию, стремящемуся стянуть бандаж с посадки, прижимая бандажное кольцо к торцу бочки 2 ротора. Шпонка 3 оказывается распертой в кольцевой канавке 4 бочки ротора, что обеспечивает хороший контакт между шпонкой 3 и бочкой ротора. Короткозамыкающий элемент накладка 7, перекрывающая разрез шпонки 3 и плотно прижимающаяся к ней, обеспечивает замыкание по шпонке токов обратной последовательности.

Предложенная конструкция опробована в опытном порядке на одном из действующих турбогенераторов, подтвердила высокую надежность в различных режимах и готовится к внедрению на ряде турбогенераторов. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



РОТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащий обмотку возбуждения, закрепленную в лобовых частях бандажными кольцами посредством гайки, упирающейся в кольцевую разрезную шпонку, установленную в кольцевой канавке бочки ротора, отличающийся тем, что кольцевая шпонка выполнена из материала с высокой электропроводностью и имеет коническую форму, а торец гайки со стороны шпонки имеет скос, соответствующий ее профилю, причем шпонка в зоне разреза снабжена электрически замыкающим ее элементом, образуя короткозамыкающее кольцо, имеющее постоянный центробежный контакт с поверхностью бочки ротора в непосредственной близости от бандажного кольца.




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