CN105186790B - 汽轮发电机端部轴‑径‑切多向疏散漏磁的磁屏蔽装置 - Google Patents
汽轮发电机端部轴‑径‑切多向疏散漏磁的磁屏蔽装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了汽轮发电机端部轴‑径‑切多向协同式疏散漏磁的磁屏蔽装置，旨在利用屏蔽的低磁阻及其各向异性等特性来规划端部漏磁分布，解决发电机端部漏磁不合理聚集的问题。发电机定子端部结构及电流分布复杂直接导致端部漏磁分布十分复杂，通过在汽轮发电机端部设置不同叠制方向的软磁性硅钢，实现对发电机端部复杂分布的寄生漏磁通进行及时有效的多方位疏散，达到联合抑制漏磁通进入铁心和在机壳与端部挡板内感应较大涡流引起结构件局部过热的效果，保障大容量汽轮发电机端部结构的长期健康。这种多方位疏散漏磁的屏蔽装置极大地提高了对发电机定子端部结构的保护程度，避免定子端部结构受力振动及受热变形等不良危害及恶性事故的发生。
Description
技术领域
本发明涉及电机技术领域，属于电气工程领域，尤其涉及汽轮发电机端部轴-径-切多向疏散漏磁的磁屏蔽装置。
背景技术
随着汽轮发电机容量的不断提高，其电磁负荷急剧增加，由于汽轮发电机端部区域结构复杂，端部电密分布也十分复杂，将导致漏磁分布复杂，发电机端部磁负荷增加，由于发电机端部漏磁是一种无用的寄生磁场，如何对发电机端部漏磁的进行有效屏蔽一直是困扰电机工程界与学术界的技术难题，发电机端部区域漏磁路径的合理规划对发电机端部通风冷却设计与机械结构设计同样起到举足轻重的基础作用，在长期的针对发电机端部漏磁场的研究中，为了削弱端部漏磁对端部结构件造成的危害，通常采用金属屏蔽或磁屏蔽来削弱端部漏磁场对定子铁心、定子压板和压圈等结构件的影响。
为了抑制端部寄生漏磁对定子铁心及其他金属结构件的影响，现有的大容量汽轮发电机端部通常采用磁分路结构对漏磁进行简单的抑制，对于现有的汽轮发电机端部磁屏蔽都是将导磁硅钢片冲剪成圆环形并沿着轴向方向叠压而成，然而这种单一型式的屏蔽仅仅是对端部局部漏磁场的一种简单屏蔽，发电机端部许多结构，诸如挡板和定子机壳等结构仍会受到端部漏磁通的侵犯，仅仅依靠现有的发电机端部简单的独立式径-切向屏蔽不能达到对发电机端部漏磁的有效分散，因此本发明提出汽轮发电机端部轴-径-切多向协同式疏散漏磁的磁屏蔽装置。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是如何改善大容量汽轮发电机端部区域结构件损耗分布，有效疏散发电机端部寄生漏磁通，防止发电机端部结构件局部过热及避免由漏磁场引起的端部结构电磁振动，维持汽轮发电机端部结构件的持续健康状态，保证汽轮发电机安全、可靠运行，提高发电机的运行稳定性。
为了解决以上技术问题，本发明公开了汽轮发电机端部轴-径-切多向协同式疏散漏磁的磁屏蔽装置。通过在发电机端部增设轴-径向导磁的软磁性硅钢片，对定子绕组周围的环形漏磁场进行疏导，避免定子绕组环形漏磁场过多的从发电机定子机壳和发电机端部挡板中经过，降低发电机端部环形漏磁在定子机壳和发电机端部挡板中引起的电磁损耗，有效地防止端部挡板及机壳产生局部过热，保证汽轮发电机的安全、可靠运行。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为增设轴-径向磁屏蔽的发电机端部结构。
图2为增设轴-径向磁屏蔽的发电机端部漏磁分布。
图3 为无轴-径向磁屏蔽的发电机端部结构及漏磁分布。
图4为轴-径向磁屏蔽的矩形叠片结构。
图5 为轴-径向磁屏蔽的周向装配示意图。
图6 为图5区域A的局部放大图。
图7 为扇形冲片叠制而成的轴-径向磁屏蔽的发电机端部结构。
图8 为轴-径向磁屏蔽的扇形叠片结构。
具体实施方式
参照图1-8对本发明的实施例进行说明。
为使上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
具体实施方式一：结合图1-8说明本实施方式，本实施方式的汽轮发电机端部轴-径-切多向协同式疏散漏磁的磁屏蔽装置，需要在发电机端部增设轴-径向导磁的屏蔽装置（7），实现轴-径向导磁的屏蔽装置（7）和传统径-切向导磁的屏蔽装置（3）集成，从多方位对发电机漏磁进行疏散，达到防止定子端部边段铁心（1）和定子机壳（9）及端部挡板罩（10）被端部寄生漏磁侵扰的目的。
具体实施方式二：结合图1-3说明本实施方式，本实施方式所述的发电机端部径-切向导磁的屏蔽装置（3）主要吸收端部区域转子侧（13）到定子端部边段铁心（1）这一区域路径上的漏磁通；发电机端部轴-径向导磁的屏蔽装置（7）用来吸收发电机运行时由定子端部绕组（11）在端部空间所产生的环形漏磁；端部轴-径向导磁的屏蔽装置（7）设置在定子端部绕组（11）的外侧，距离定子机壳（9）及端部挡板罩（10）一定距离。通过轴-径向导磁的屏蔽装置（7）对定子端部绕组（11）产生的环形漏磁进行疏导，还起到了为径-切向导磁的屏蔽装置（3）分担疏散漏磁的作用，同时防止端部区域环形漏磁过多的在径-切向导磁的屏蔽装置（3）产生电磁损耗。
具体实施方式三：结合图2、4、5说明本实施方式，本实施方式所述的发电机端部增设的轴-径向导磁的屏蔽装置（7）采用矩形冷轧硅钢片（14）沿着圆向叠制而成，矩形冷轧硅钢片（14）的冲片中间为一个矩形孔（19），通过矩形孔（19）将矩形冷轧硅钢片（14）沿着圆周方向逐片套入开有一定缺口的环形杆（15），套装完成后将环形杆（15）两端的缺口用套管封死，每一张矩形冷轧硅钢片（14）的边角处开有绑扎口（20），通过向绑扎口（20）插入金属绑扎条将每一组叠片段压紧，再将轴-径向导磁的屏蔽装置（7）装设在发电机端部径-切向磁屏蔽（3）的压板（5）的外侧, 径-切向磁屏蔽（3）和压板（5）分别由螺栓（4）和螺栓（6）固定在端部齿压板（2）上。
具体实施方式四：结合图2、4、5说明本实施方式，本实施方式所述的轴-径向导磁的屏蔽装置（7）在圆周方向等间隔的分为m组，由发电机端部风扇（12）搅入的冷却气体经过定子端部绕组（11）各绕组间的缝隙流向轴-径向导磁的屏蔽装置（7）沿周向分布的径向风道（17），起到对轴-径向导磁的屏蔽装置（7）的外部冷却作用。同时在每一个径向风道（17）内嵌入垫块（21），实现对任意相邻的叠片段进行紧固。
具体实施方式五：结合图2、4、5、6说明本实施方式，本实施方式将吊杆（8）一端与轴-径向导磁的屏蔽装置（7）内的环形杆（15）通过径向风道（17）的空余位置进行组合连接，吊杆（8）另一端吊装在定子机壳（9）上，实现对轴-径向导磁的屏蔽装置（7）的有效固定，吊杆（8）沿圆周方向可以设置为多组。为了避免发电机端部轴-径向导磁的屏蔽装置（7）疏通端部漏磁而导致其自身损耗大的问题，在软磁性冷轧硅钢片（14）上冲有多组圆孔（16），冷轧硅钢片（14）叠制后形成轴-径向导磁的屏蔽内部风道（18），当冷却介质流入轴-径向导磁的屏蔽内部风道（18），实现对轴-径向导磁的屏蔽装置（7）的周向内部冷却，风道（18）的出入口位置与垫块（21）位置要错开设置。
具体实施方式六：结合图7、8说明本实施方式，本实施方式将叠制轴-径向导磁的屏蔽装置（7）所用的软磁性硅钢片冲剪为扇形叠片（22），使得由定子端部绕组（11）产生的环形漏磁通的分布趋势和扇形叠片（22）的几何形状接近，这样可以提高轴-径向导磁的屏蔽装置（7）叠片导磁面积的有效利用率。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些具体实施方式仅是举例说明，本领域的技术人员在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以对上述方法和系统以及定子冷却结构的细节进行各种省略、替换和改变。例如，合并上述方法步骤，从而按照实质相同的方法执行实质相同的功能以实现实质相同的结果则属于本发明的范围。因此，本发明的范围仅由所附权利要求书限定。
Claims (5)
1.汽轮发电机端部轴-径-切多向协同式疏散漏磁的磁屏蔽装置，其特征在于：在发电机端部增设轴-径向导磁的屏蔽装置(7)，实现轴-径向导磁的屏蔽装置(7)和传统径-切向导磁的屏蔽装置(3)多向协同疏散漏磁的效果，达到对定子端部边段铁心(1)和定子机壳(9)及端部挡板罩(10)进行集成式防护漏磁侵扰的目的；发电机端部径-切向导磁的屏蔽装置(3)主要吸收的漏磁通为端部区域转子侧(13)到定子端部边段铁心(1)这一区域路径上的漏磁通；而发电机端部轴-径向导磁的屏蔽装置(7)设置在定子端部绕组(11)的外侧，远离定子机壳(9)及端部挡板罩(10)一定距离，用来吸收发电机运行时由定子端部绕组(11)在端部空间所产生的环形漏磁；此外，通过轴-径向导磁的屏蔽装置(7)对定子端部绕组(11)产生的环形漏磁进行疏导，还起到了为径-切向导磁的屏蔽装置(3)分担疏散漏磁的作用，同时防止端部区域环形漏磁过多的在径-切向导磁的屏蔽装置(3)产生电磁损耗；发电机端部增设的轴-径向导磁的屏蔽装置(7)采用软磁性的矩形冷轧硅钢片(14)沿着圆周切向方向叠制而成，矩形冷轧硅钢片(14)的冲片中间为一个矩形孔(19)，通过矩形孔(19)将矩形冷轧硅钢片(14)沿着圆周方向逐片套入开有一定缺口的环形杆(15)，套装完成后将环形杆(15)两端的缺口用套管封死，再将轴-径向导磁的屏蔽装置(7)装设在发电机端部径-切向导磁的屏蔽装置(3)的压板(5)的外侧,径-切向磁屏蔽(3)和压板(5)分别由第一螺栓(4)和第二螺栓(6)固定在端部齿压板(2)上。
2.根据权利要求1所述的汽轮发电机端部轴-径-切多向协同式疏散漏磁的磁屏蔽装置，其特征在于：轴-径向导磁的屏蔽装置(7)在圆周方向为非连续布置，即沿圆周方向等间隔的至少分为4组叠片段，这样由发电机端部风扇(12)搅入的冷却气体经过定子端部绕组(11)各绕组间的缝隙流向轴-径向导磁的屏蔽装置(7)沿周向分布的径向风道(17)，起到对轴-径向导磁的屏蔽装置(7)的外部冷却作用，同时在每一个径向风道(17)内嵌入垫块(21)，实现对任意相邻的叠片段进行紧固；每一张矩形冷轧硅钢片(14)的边角处开有绑扎口(20)，通过向绑扎口(20)插入金属绑扎条将每一组叠片段压紧。
3.根据权利要求1或2所述的汽轮发电机端部轴-径-切多向协同式疏散漏磁的磁屏蔽装置，其特征在于：为了固定轴-径向导磁的屏蔽装置(7)，将吊杆(8)一端与轴-径向导磁的屏蔽装置(7)内的环形杆(15)通过无冷轧硅钢片的位置，即径向风道(17)的空余位置，进行组合连接，吊杆(8)另一端吊装在定子机壳(9)上，实现对轴-径向导磁的屏蔽装置(7)的有效固定，吊杆(8)沿圆周方向可以设置为多组。
4.根据权利要求3所述的汽轮发电机端部轴-径-切多向协同式疏散漏磁的磁屏蔽装置，其特征在于：为了避免发电机端部轴-径向导磁的屏蔽装置(7)疏通端部漏磁而导致其自身损耗大的问题，在矩形冷轧硅钢片(14)上冲有多组圆孔(16)，叠制后形成轴-径向导磁的屏蔽内部风道(18)，当冷却介质流入轴-径向导磁的屏蔽内部风道(18)，实现对轴-径向导磁的屏蔽装置(7)的周向内部冷却，风道(18)的出入口位置与垫块(21)位置要错开设置。
5.根据权利要求3所述的汽轮发电机端部轴-径-切多向协同式疏散漏磁的磁屏蔽装置，其特征在于：根据具体需要，还可以将轴-径向导磁的屏蔽装置(7)的软磁性硅钢片冲剪为扇形叠片(22)，使得由定子端部绕组(11)产生的环形漏磁通的分布趋势和轴-径向导磁的屏蔽装置(7)的扇形叠片(22)的几何形状接近，这样可以提高轴-径向导磁的屏蔽装置(7)叠片导磁面积的有效利用率。
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