CN105978233A - 发电机端部复合屏蔽装置 - Google Patents

Abstract

一种发电机端部复合屏蔽装置，涉及大型发电机、尤其是汽轮发电机端部屏蔽装置。结构为由外环板、中间锥筒、内筒依次对接组成的屏蔽圈体，其径向截面中竖直段、倾斜段、水平段各段的长度及倾斜段的倾斜角度与发电机端部的压圈匹配，安装固定于压圈外侧，与压圈外表面之间留有空隙，外环板为导磁导电材质，中间锥筒和内筒为铜材质。本发明具有集磁屏蔽、电屏蔽功能于一身的显著特点，解决了同时安装磁屏蔽、电屏蔽导致的端部结构复杂、不宜散热的问题，消除减少了引起发电机端部发热的各种不利因素；外环板的凹槽结构设计，增加了屏蔽圈体上气体的流通路径，使屏蔽圈体可得到充分的冷却；此外，本发明结构极其简单，便于安装应用，尤其适宜在汽轮发电机端部安装应用。

Description

发电机端部复合屏蔽装置

技术领域

本发明涉及大型发电机、尤其是汽轮发电机端部屏蔽装置，具体为一种发电机端部复合屏蔽装置。

背景技术

大型发电机端部边段铁心在轴向漏磁场作用下，在其铁芯表面产生涡流，进而产生很高温度，严重时会使端部边段铁心过热，威胁到大型发电机安全运行。为此，大型发电机端部不仅安装有电屏蔽，还装有磁屏蔽。

电屏蔽加装在压圈外侧，利用电屏蔽内的涡流阻止漏磁进入压圈内侧，用“堵”的办法将压圈内圆处集中的漏磁分散开，以防止压圈局部出现高温和过热现象。

磁屏蔽常采用很薄的叠片铁芯沿轴向叠压而成，该磁屏蔽的作用是起到分磁效果，使得轴向漏磁通沿轴向分量进一步受到削弱，减少漏磁通进入端部边段铁芯从而引起端部边段铁芯心温度升高。

发电机尤其是汽轮发电机的端部装同时装有电屏蔽和磁屏蔽时，不仅使端部结构复杂，还无法很好的散热，无法有效降低自身温度，严重时，会因端部铁心过热威胁到发电机的安全运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发电机端部复合屏蔽装置，以消除上述缺陷，

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种发电机端部复合屏蔽装置，为外环板、中间锥筒、内筒依次对接组成的屏蔽圈体，其径向截面中竖直段、倾斜段、水平段各段的长度及倾斜段的倾斜角度与发电机端部的压圈匹配，安装固定于压圈外侧，与压圈外表面之间留有空隙，外环板为导磁导电材质，中间锥筒和内筒为铜材质。

上述发电机端部复合屏蔽装置，所述外环板，其内表面上间隔排布径向凹槽。

上述发电机端部复合屏蔽装置，在所述外环板外面增设挡风板，挡风板的内径小于所述外环板的外径、外径大于所述压圈的外径，挡风板内圆周边缘与外环板的外圆周边缘部分重叠，重叠环带上均布安装孔，通过安装孔固定于发电机端部的压圈上。

本发明所述的发电机端部复合屏蔽装置具有以下积极效果：

1.复合屏蔽圈体中的外环板采用导磁导电材质，可利用材料的导磁性将漏磁集中部位的磁通引导至低磁阻的回路，防止漏磁在边缘铁心少数片上出现集中现象；还可利用材料的导电性在复合材料屏蔽板内形成涡流、组织漏磁进入压圈的内圆，减小端部电屏蔽的涡流，使本发明具有集磁屏蔽、电屏蔽功能于一身的显著特点，解决了同时安装磁屏蔽、电屏蔽导致的端部结构复杂、不宜散热的问题，进而消除、减少了引起发电机端部发热的各种不利因素的影响；

2.复合屏蔽圈体中的外环板采用凹槽结构，增加了复合材料屏蔽圈体上气体的流通路径使复合屏蔽圈体得到充分冷却，降低了复合屏蔽圈体及邻近压圈的温度；

3.提供的复合屏蔽圈体设计，结构极其简单，非常便于在发电机端部的安装、应用；

综上，采用本发明提供的复合屏蔽装置，有助于提高发电机的效率，提高大型同步发电机、尤其是汽轮发电机运行的安全可靠运行。

附图说明

本发明有如下附图：

图1是本发明实施例外端面示意图；

图2是图1中A-A剖面图；

图3是外环板的内表面俯视图；

图4是径向凹槽为矩形底凹槽示意图；

图5是径向凹槽为半圆头底凹槽示意图；

图6是径向凹槽为梯形凹槽示意图。

图中：1-外环板、2-中间锥筒、3-内筒、4-径向凹槽、5-挡风板、6-螺钉、7-间隙垫、11-压圈、12-压指。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1、2所示，本发明最基本的结构形式为外环板1、中间锥筒2、内筒3三个部件由外至内依次对接组成的屏蔽圈体。在图2所示的径向截面剖面图中，上方垂直竖直段、中间倾斜段、底部水平段各段的长度、中间倾斜段的倾斜角度，都与发电机端部的压圈11逐一匹配，屏蔽圈体安装固定在压圈11外侧，与压圈11的外表面之间留有均匀的空隙。内筒3的内端头与发电机端部中心处的压指12之间也留有空隙。屏蔽圈体中的外环板1为导磁导电材质，中间锥筒2和内筒3为金属铜材质。

参阅图3。外环板1的内表面上可增设均布的径向凹槽4，以增加外环板内表面的散热面积，使屏蔽圈体因磁屏蔽、电屏蔽积蓄的热能迅速导出。径向凹槽的数量可与大型发电机定子槽数相同，槽宽可与大型发电机定子槽宽相等，槽深h₂可为复合材料屏蔽圈体厚度h减去其上涡流的透入深度h₁，涡流的透入深度h可根据复合屏蔽圈体中的外环板材料磁导率、电导率计算出来。

参阅图3、4、5、6。径向凹槽4的槽底可为图4所示的矩形底凹槽，也可为如图5所示的半圆头底凹槽，也可为图6所示的上宽下窄的梯形凹槽，可根据不同容量汽轮发电机通风扇热的方式特点及复合屏蔽圈体上产生损耗的大小不同，采用不同的结构形式。除图4、5、6所示外，凹槽还可有其它各种形式，这里就不一一例举了。

如图2所示，本发明可在外环板1的外面增设挡风板5。增设挡风板5时，外环板1的外径应小于压圈11的外径，挡风板5的外径大于压圈外径、内经小于外环板外径，挡风板的内圆周边缘与外环板的外圆周边缘部分重叠，重叠环带上均布安装孔，可通过安装孔内的螺钉6固定于发电机端部的压圈11上。当然，屏蔽圈体可有多种固定方式，并不局限于本实施例。

仍参阅图2。图示实施例中，螺钉6临近压圈11外表面处套装有间隙垫7，可通过该垫的厚度方便地控制屏蔽圈体与压圈外表面之间的均匀空隙。

参阅图2。中间锥筒2和内筒3材质相同，可通过用一次性压铸工艺形成整体结构体，之后再与外环板1通过焊接成为整体结构的屏蔽圈体。外环板内板面上由于有凹槽，可通过模具铸造而成。

图示实施例中，外环板1的导磁导电材质为铜铁合金材料，可通过电磁场、温度场与流体场理论研究与计算，获取发电机端部材料中导磁和导电成份，进而确定外环板所用导磁导电材质相对的磁导率及电导率的大小，以获取最佳的抑制端部边段铁心涡流以及内凹式导磁导电屏蔽结构中的涡流的效果。

Claims (3)

1.一种发电机端部复合屏蔽装置，其特征在于，为外环板、中间锥筒、内筒依次对接组成的屏蔽圈体，其径向截面中竖直段、倾斜段、水平段各段的长度及倾斜段的倾斜角度与发电机端部的压圈匹配，安装固定于压圈外侧，与压圈外表面之间留有空隙，外环板为导磁导电材质，中间锥筒和内筒为铜材质。

2.根据权利要求1所述的发电机端部复合屏蔽装置，其特征在于，所述外环板，其内表面上间隔排布径向凹槽。

3.根据权利要求1或2所述的发电机端部复合屏蔽装置，其特征在于，在所述外环板外面增设挡风板，挡风板的内径小于所述外环板的外径、外径大于所述压圈的外径，挡风板内圆周边缘与外环板的外圆周边缘部分重叠，重叠环带上均布安装孔，通过安装孔固定于发电机端部的压圈上。