Патент на изобретение №2258293
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ
(57) Реферат:
Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано в крупных электрических машинах, например в турбогенераторах с напосредственным охлаждением сердечника статора. Статор электрической машины содержит шихтованный сердечник 1, стянутый установленными с зазором в аксиальных отверстиях 6 ярма сердечника немагнитными шпильками 2, изолированными от сердечника 1. Немагнитные шпильки 2 установлены на эластичные изоляционные опоры 8, которые размещены в кольцевых канавках 9 сердечника. Опоры 8 имеют диаметр, больший аксиального отверстия ярма сердечника под шпильку, и разнесены с определенным шагом по длине шпильки для обеспечения отстройки частот собственных колебаний шпильки от частот колебаний сердечника. В местах расположения эластичных изоляционных опор 8 выполнены боковые пазы, ориентированные в тангенциальном направлении. Технический результат заключается в повышении эксплуатационной надежности электрической машины. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области электромашиностроения и предназначено для использования в крупных электрических машинах, например в турбогенераторах с непосредственным охлаждением сердечника статора. Известна конструкция статора мощного турбогенератора, наиболее близкая по техническому решению, принятая за прототип, в которой сердечник статора стянут в осевом направлении посредством шпилек из немагнитного материала, изолированных от сердечника. При этом немагнитные шпильки располагаются в аксиальных отверстиях ярма сердечника с зазором, необходимым для их сборки, и опираются по торцам сердечника на нажимные пальцы (см. Анемподистов В.П. и др. Достижения современного зарубежного турбогенераторостроения. М.: Информстандартэлектро, 1967, с.52). Недостатком этой конструкции является следующее. В связи с большой длиной сердечника статора стяжные шпильки, имеющие опоры только на концах сердечника и представляющие собой однопролетные балки, имеют несколько частот собственных колебаний. Во время работы электрической машины стяжные шпильки сердечника статора находятся под воздействием периодических динамических усилий с удвоенной частотой вращения ротора, вызванных вибрацией сердечника статора от сил магнитного тяжения ротора. При изменении нагрузки турбогенератора от холостого хода до максимально допустимой изменяется температура нагрева сердечника и шпилек. При этом изменяется растягивающее усилие в шпильках и, следовательно, частоты их собственных колебаний. В связи с этим, шпильки будут иметь широкий спектр частот собственных колебаний, что будет приводить к большим амплитудам вибрации шпилек из-за близости одной из собственных частот колебаний шпилек к частоте вибрации сердечника. Повышенная вибрация шпилек может привести к усталостному разрушению шпильки, повреждению ее изоляции и замыканию между собой листов электротехнической стали из-за касания шпилькой поверхности отверстия под нее в сердечнике. Эти повреждения, в свою очередь, приведут к аварии и длительному останову генератора для восстановительного ремонта. Задачей настоящего изобретения является устранение указанного недостатка и повышение эксплуатационной надежности электрической машины. Технический результат достигается тем, что в статоре электрической машины, содержащем шихтованный сердечник, стянутый немагнитными шпильками, установленными с зазором в аксиальных отверстиях ярма сердечника и изолированными от сердечника, немагнитные шпильки установлены на опоры из эластичного изоляционного материала, размещенные в кольцевых канавках сердечника диаметром, большим аксиального отверстия ярма сердечника под шпильку, и разнесенные с определенным шагом по длине шпильки с возможностью обеспечения отстройки частот собственных колебаний шпильки от частот колебаний сердечника. В местах расположения опор выполнены пазы, ориентированные в тангенциальном направлении. В дальнейшем изобретение поясняется конкретным примером выполнения со ссылкой на чертежи, на которых показаны: на фиг.1 – сердечник статора в продольном разрезе; на фиг.2 – поперечное сечение места установки опоры для шпильки; на фиг.3 – продольное сечение места установки опоры для шпильки. Статор турбогенератора представляет собой шихтованный сердечник 1, стянутый в осевом направлении посредством немагнитных шпилек 2 и гаек 3 через немагнитные пальцы 4. Шпильки 2, стягивающие сердечник, имеют изоляцию 5 по своей наружной поверхности и располагаются в аксиальных отверстиях 6 ярма сердечника с зазором 7. В аксиальных отверстиях 6 шпильки опираются на изоляционные эластичные опоры 8, размещенные с определенным шагом по длине шпилек для возможности обеспечения отстройки частот собственных колебаний шпильки от частот колебаний сердечника. Опоры 8 располагаются в кольцевых канавках 9 диаметром, большим аксиального отверстия 6. Зазор 7 между шпилькой 2 и поверхностью аксиального отверстия 6 выбран из условия обеспечения циркуляции необходимого расхода охлаждающей среды для отвода тепла потерь. В местах расположения эластичных изоляционных опор 8 в аксиальных отверстиях 6 в тангенциальном направлении выполнены боковые пазы 10. Предлагаемое устройство работает следующим образом. При работе электрической машины стяжные шпильки 2 испытывают воздействие периодических динамических усилий с удвоенной частотой вращения ротора, вызванных вибрацией сердечника 1 статора от сил магнитного тяжения ротора. Эластичные опоры 8 шпилек 2, размещенные с определенным шагом по длине шпильки 2, отстраивают вибрацию шпилек от резонанса с собственной частотой колебаний шпилек, сохраняя тем самым допустимый уровень вибрации шпильки независимо от ее общей длины. Для охлаждения сердечника в зоне установки шпилек в зазоре между шпилькой и сердечником циркулирует охлаждающая среда. В местах установки эластичных опор охлаждающая среда обходит опоры по боковым пазам, ориентированным в тангенциальном направлении, для уменьшения сопротивления прохождению магнитного потока в ярме сердечника. В связи с этим, повышается эксплуатационная надежность работы турбогенератора за счет снижения уровня вибрации электрической машины, а использование зазора 7 между шпилькой 2 и поверхностью аксиального отверстия 6 для циркуляции охлаждающей среды снижает температуру нагрева ярма сердечника, что увеличивает ресурс работы электрической машины.
Формула изобретения
1. Статор электрической машины, содержащий шихтованный сердечник, стянутый немагнитными шпильками, установленными с зазором в аксиальных отверстиях ярма сердечника и изолированными от сердечника, отличающийся тем, что немагнитные шпильки установлены на опоры из эластичного изоляционного материала, размещенные в кольцевых канавках сердечника диаметром, большим аксиального отверстия ярма сердечника под шпильку, и разнесенные с определенным шагом по длине шпильки с возможностью обеспечения отстройки частот собственных колебаний шпильки от частот колебаний сердечника. 2. Статор по п.1, отличающийся тем, что в местах расположения опор выполнены боковые пазы, ориентированные в тангенциальном направлении.
РИСУНКИ
PC4A – Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение
(73) Патентообладатель(и):
(73) Патентообладатель:
Дата и номер государственной регистрации перехода исключительного права: 15.03.2007 № РД0019682
Извещение опубликовано: 27.04.2007 БИ: 12/2007
|
||||||||||||||||||||||||||
