CN1026451C - 发电机串接/相线圈用螺栓紧固的球形连接器 - Google Patents

Abstract

一种改进的发电机(30)具有连接线圈端部(31、32)的连接装置(38)，及一种进行该连接的方法，球面状部分(50、52)的头帽(33、36)钎焊到每个被连接线圈的端部(31、32)。一对连接板条(39、40)，每个都有一对同样尺寸的球面支座(58，60)容纳线圈端部头帽(33，36)的球形部分(50、52)。用螺栓(41)将两个连接板条(39、40)紧固在一起就提供了电气的机械的连接。

Description

本发明涉及到汽轮发电机线圈的串接和相连接机构，特别涉及到在汽轮发电机中进行电气连接的具有球面几何形状的连接机构。

本发明应用场合是大型发电机，例如在核电站或其它工业电站中由汽轮机拖动的发电机。根据这种发电机的尺和几何形状在安装或更换定子线圈时，该线圈都必须分段，或对半放置，在安放线圈后，这些线圈元件必须在其端部进行连接。同样地，大每个相线圈端部和环绕发电机定子端的并联相环之间也需要连接起来，在线圈端部之间保持良好的串接和相连接无论从机械的还是电气的观点来看一直都是一个重要的问题。

颁发给Vakser等人的美国专利号4，385，254揭示了用于发电机定子的端部连接机构，在Vakser的专利中，线棒1的一对端部由一个端部连接机构11连接。每个线棒1的端部被该端部连接机构的一个相应部分所容纳。在一对端部之间的连接机构是由一个夹紧装置构成的，它环绕着每个线棒的夹持器。

本发明的一个目的是提供一个改善了的连接器，在发电机的串 接和相线圈元件之间进行电气连接。

本发明的另一个目的是提供一种连接器，尽管线圈端部存在严重的偏移，该连接器仍可在连接器和线圈之间提供完好的接触。

本发明的还有一个目的是在发电机的线圈元件之间进行电气连接时提供一种改进了的方法，该方法将在连接器和线圈之间提供完好的接触。

按照上述目标，提供了一种改进了的发电机以及进行上述连接的方法，该发电机具有连接线圈端部的连接器。一个具有球面形状的头帽部分被钎焊到每个需要连接的线圈端部。一对连接器线棒容纳每个线圈端部头帽的球形部分，每个线棒设有一对同样尺寸的球面形支座，从而这对连接器线棒确定了一对球形承窝。然后用螺栓将这两个连接器线棒紧固在一起，就形成了电气和机械上的连接。

在本发明的第二个实施例中，每个需要连接的线圈端部具有一个钎焊的球形头帽。一个单个的连接器线棒有一对球面形的卡座，用来容纳该头帽的球形端，然后该连接器线棒用一对螺栓固定在头帽上，每个螺栓都穿过该连接器线棒和每个头帽的球形端。

图1是一个发电机定子的透视图，表示出一对线圈元件的端部以及按照本发明用来连接上述端部的连接器;该图也示出了一个相线圈的端部、一个并联相环以及一个用来连接该相线圈和并联相环的连接器。

图2是一对线圈元件的端部以及本发明的连接器安装就位后的 侧视图。

图3是图2中一对线圈元件端部及连接器的前视图。

图4是一对线圈端部以及按照本发明的第二个实施例用来连接该对线圈端部的连接器的侧视图。

如同在下面的叙述中所用的惯例，线圈端部的连接指的是线圈分半或分段的端部连接，也包括线圈端部对相环的连接。此外，如同在后面的说明书和权利要求书中所使用的，“线圈端部”这个用语既包括线圈的端部也包括发电机并联相环的头部。

首先看图1，这里以图解方式表示出发电机定子的一对线圈元件的端部，以及按照本发明连接该端部的方法。图1还根据本发明的指导示出了一个相线圈的端部及其与并联相环的连接。如同在技术上众所周知的那样，这些线圈是一种大型发电机（例如在核电站中所用的发电机）定子30的一部分。上层线圈边31是一个线圈环的前半边，如图示终止于上部线圈头帽33处，一个上部线圈水管螺纹接套34钎焊到上部头帽33上并从头帽33向外延伸。水管螺纹接套34接到一个水管（未示出），用来把水传送到线圈内部以便冷却。同样地，下层线圈边32终止在底部线圈头帽36处，其底部水管螺纹接套钎焊到底部线圈头帽36上。连接器机构38由第一连接板条39和第二连接板条40组成，紧贴地容纳头帽33和36，从而在该线圈回路的上层线圈边31和下层线圈边32之间提供了牢固的机械和电气连接。螺栓41将第一连接板条39和第二连接板条40紧固在一起， 在头帽33和36周围贴合得很紧密。同样地，底部相线圈42有附加的头帽43，并联相环44有附加的头帽45，如图示，连接器机构46由第一连接板条47和第二连接板条48组成，定位后在底部相线圈42和并联相环44之间提供了一个可靠的机械和电气接触。螺栓49将第一连接板条47和第二连接板条48紧固在一起，在头帽43和45周围紧密贴合。

下面转到图2，在上层线圈边31和下层线圈边32之间的电气/机械连接将更详细地进行描述。上部线圈头帽33和底部线圈头帽36分别具有球形的中心部分50和52。每个连接板条39、40包含有一个上部卡座54和一个底部卡座56，分别用来容纳上部线圈头帽33和底部线圈头帽36。每个卡座54、56分别包括一个球面形状的支座部分58、60，用来容纳球形中心部分50、52的一部分，为了在上部线圈元件31和下层线圈边32之间保持良好的电气/机械连接并容许线圈偏移，每个卡座54、56分别设有扩大的部分62、64，它在卡座54、56和对应的球形中心部分50、52之间提供了一个小的间隙。

第一和第二连接板条39、40被夹紧元件例如螺栓41牢固地相互固定住。在图2所示的本发明较佳实施例中，每个连接板条39、40在靠近每个线圈31、32处设有一对接受螺栓的孔74。螺栓41穿过在第一连接板条39和第二连接板条40中对应的孔，把连接板条紧固在一起。以这种方式，第一和第二连接板条39和40相互连接，以 提供紧密贴合。

下面转到图3，即沿图2的3-3线所取的横截面图，表示采用螺栓41使连接板条39和连接板条40相连接，螺栓41延伸穿过螺栓容纳孔74将连接板条39、40紧紧夹在一起，图3还示出了尺寸“A”，它是上部卡座54的球面部分58和底部卡座56的球面部分60之间的最大距离。

现在叙述上层线圈边31和下层线圈边32的连接方法，或者说将底部相线圈42与并联相环44相连接的方法。在常规设计的汽轮发电机中，从上部和下层线圈边31、32，或底部相线圈42和并联相环44安装开始进行连接。

首先，两个串接线圈31、32或一个相线圈42和一个并联相环引线44安装在汽轮发电机30中。每个线圈31、32、42和/或相环引线44应有一个具有中心球形部分50的头帽33钎焊到其端部。其次，测量出在上部头帽33球形部50的任何部分与底部头帽36球形部52的任何部分之间的最远距离。如前所述，这个距离在图3中以距离“A”表示。第一连接板条39和第二连接板条40中的每一个都备有一个预先加工好的单个卡座54。然后在每个连接板条39、40上加工出与第一个卡座54具有同样外形尺寸的第二个卡座56，使得沿卡座54、56的对应点相隔的距离也是“A”。为了保证量测被加工的卡座56尺寸的精度，卡座56可以与一个具有所要求尺寸的参照球面进行比较。下一步，为保证高质量的电气连接，连接板条39和 40与头帽33、36的球形部分50、52相接触的表面要镀银。然后连接机构38通过将连接板条39、40放置在一起进行装配，使得头帽33、36的球形部分50、52在由卡座54、56所限定的球面形开口里紧密贴合。夹紧螺栓41（例如可以是1.27厘米即1/2寸的螺栓，由高强度不锈钢制成）通过螺栓容纳孔74插入，将第一连接板条39和第二连接板条40牢固地固定在一起。然后拧紧夹紧螺栓41使夹紧力达到10，000磅，以保证二者间可靠的连接。

下面转到图4，由此叙述本发明的另一个实施例，图中，第一个线圈80和第二个线圈82分别终止在线圈端部84和86。包括一个球形端90的第一头帽88钎焊到线圈84上。同样，包括一个球形端94的第二头帽92钎焊到线圈端部86上。每个球形端90、94分别包含一个螺栓容纳孔96a、96b，以保证线圈端部之间的连接，连接板条98设有第一和第二球面形支座100、102。每个支座100、102的尺寸做成可容纳对应的一个球形端90、94。连接板条98也设有螺栓容纳孔104a和104b。螺栓106通过孔104a和96a插入，以固紧连接板条98和头帽88。类似地，螺栓108通过孔104b和96b插入，以固紧连接板条98和头帽92。

下面叙述连接第一个线圈80和第二个线圈82的方法，在一台常规设计的汽轮发电机中从安装第一个第二个线圈80、82开始进行连接。具有球形端部90、94的头帽88、92分别软焊（sotder）或钎焊到每个线圈80、82的端部84、86上。连接板条98具有一对球面支座 100、102，其尺寸与球形端部90、94相同，该板条98放置在球形端部90、94上，然后通过连接板条螺板容纳孔104a和头帽螺栓容纳孔96a插入第一螺栓106，以此将连接板条98和第一头帽88紧固在一起。同样地，第二螺栓108通过螺栓容纳孔104b和96b插入，将连接板条98和第二头帽92紧固在一起。然后通过钎焊使头帽88、92永久性地固定在连接板条98上。于是螺栓106和108可以拆掉。

这样，用于连接一对线圈端部的球形连接器此处已被叙述并申请专利。还进一步叙述了在线圈端部之间进行电气和机械化连接的一种方法。然而精通此类工艺的人们将会认识到，除了特别叙述的内容以外，在这里所描述的技术中可以作出许多修改和变化，而不会显著地偏离本发明的概念。因此，应当清楚地理解，在这里叙述的本发明形式仅仅是示范性的，并不试图作为权利要求范围方面的一种限制。

Claims (2)

1、一种发电机(30)串接/相线圈(31、32)用螺栓紧固的球形连接器(38)，上述线圈(31、32)的端部之间具有一定间隔，线圈端部有各自的伸出轴线；上述每个连接器(38)包括：

具有球形几何形状的第一和第二头帽(33、36)固定在一对线圈元件(31、32)各自的端部；

一种导电材料制成的第一和第二连接板条(39、40)，每个上述第一和第二板条(39、40)具有两个其间距等于上述线圈端部间隔的卡座(54、56)，上述第一和第二连接板条卡座(54、56)具有对应于上述伸出轴线的各自轴线；

上述第一和第二连接板条座(54、56)确定了两个开口，其几何开关与上述球形几何形状相配合，其间距等于上述线圈端部间距；

夹紧元件(41)用来把上述第一和第二连接板条(39、40)夹紧在一起，以致于上述头帽(33、36)紧固地放置在上述确定的开口里，其中所述连接器的特征在于：

上述第一和第二头帽(33、36)包括突出的球形部分(50、52)，上述第一和第二连接板条卡座(54、56)的每一个包括一个球面形支座(58，60)，在其球面上有扩大的部分(62、64)，因此上述确定的开口包括球面形部分，用来容纳上述头帽的上述突出的球形部分(50、52)。

2、如同权利要求1中所叙述的发电机串接/相线圈用螺栓紧固的球形连接器，其特征在于：进一步包括各自的水管螺纹接套（34，37），整体连接到每个上述头帽（33、36）上。

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