CN1213209A - 槽密封结构 - Google Patents
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Abstract
在其片状定子铁心(10)中具有各种槽,包括绕组槽(1)和预备槽(2)的电机中,嵌在绕组槽(1)中的线圈棒(3、4)由槽密封结构(8)固定,该槽密封结构(8)还具有将预备槽(2)密封并与机器的气隙(12)隔离的双重功能。主要由上楔(5)、下楔(6)和楔形附件(7)构成的槽密封结构(8)与固定预备槽(2)的槽壁(13a、13b)一起,形成了气态冷却介质的流动通道(2a),用于冷却片状定子铁心(10)的齿(15)。
Description
本发明涉及一种用于密封片状(1aminated)电机定子铁心中的槽的结构。本发明基于根据权利要求1的前序部分的槽密封结构。所述类型的槽密封结构可从例如Brown Boveri Mitteilungen[Brown Boveri备忘录]，54年，1967年9月，NO.9，第524-526页中得到。
对于大型电机，在特定的发电机中，线圈棒用已知的方式插在定子铁心的槽中，这些槽朝气隙敞开。然后用槽密封结构将这些槽相对气隙密封起来，以便固定线圈棒。为了最大限度地利用发电机转子产生的径向作用激励场，约束壳内的磁通量必须完全径向地透入由绕组槽构成的片状定子铁心齿中。然而，由于槽的宽度适合插入线圈棒，磁通量直接径向地透入线圈棒将使磁通量受到部分地损失。利用Brown BoveriMitteilungen[Brown Boveri备忘录]，54年，1967年9月，NO.9，第524-526页中所示的方法，即片状定子铁心中形成的绕组槽明显要深于嵌入线圈棒所需的深度，可以显著地减少这种损失。因此这种结构的绕组槽带有所谓的预备槽，朝向电机的气隙。此结构的目的是位置更深的线圈棒将使径向磁通量集中在片状定子铁心齿中，由此，显著地减少了径向场的损失。
与片状铁心中带有预备槽(preliminary slot)的绕组槽中的定子线圈棒相同的结构示于US 4028569中的图4中。
从引用的现有技术中得知的带有预备槽的绕组槽的一个共性是它们需要设计完全相同的槽密封结构。第一槽密封结构用于密封绕组槽，以便将线圈棒固定在槽中，第二槽密封结构将预备槽与机器的气隙密封隔开。第一和第二槽密封结构之间形成的通道形空腔用来利用气态冷却剂有计划地冷却片状定子铁心齿(该齿在有限额定功率机器中受到很高的热应力)。
双槽密封结构的主要缺点是它们的设计需要采用高级的生产-工艺组合，在此情况下，只有在拆开预备槽中的槽密封结构之后才能查看位置更深的线圈棒槽密封结构，此外，对片状定子铁心齿的冷却十分有限。
因此，本发明的一个目的是通过提供一种新颖的槽密封结构来避免上述的缺点，此结构允许包括片状定子铁心中的绕组槽和预备槽在内的槽能够以简便的方式密封，与此同时，确保槽之间形成的片状定子铁心齿的冷却达到最佳状态。本发明的又一个目的是可以对固定线圈棒的槽密封结构进行直接的强度测试。
根据本发明，此目标是利用第一个权利要求中的特征实现的。
本发明的优点在于，除了别的以外，包含一个上楔、一个下楔和一个楔形附件的单个槽密封结构将预备槽和绕组槽都密封起来，即，将线圈棒固定在片状定子铁心中的力直接由密封预备槽的槽密封结构施加到线圈棒上，结果，与现有技术相比，单个槽密封结构具有双重功能。
本发明的一个特别优选的实施方案是在密封预备槽的上楔和定子绕组上部的线圈棒之间提供至少一个气态冷却介质的流动通道。该流动通道明显大于现有技术中在绕组槽和预备槽的槽深相同的情况下的通道，因为这里不需要第二个槽密封结构。
本发明的其它有利的改进可从从属权利要求中得到。
通过参考下面的详细说明同时结合附图可以更好地理解本发明，可以很容易地获得对本发明及其附属优点的更加完整的评价，其中：
单张图示出了穿过片状定子铁心中的绕组槽的剖面，该槽由槽密封结构密封，且在其前面有一个预备槽。
现在参考附图，该图示出了电机特别是发电机定子的片状定子铁心10中的绕组槽1的剖面，绕组槽1具有指向气隙12的预备槽2。绕组槽1在此没有任何过渡地与预备槽2融合。定子线圈的下线圈棒3和上线圈棒4由中间层9相互隔开。
预备槽2由槽密封结构8与气隙12密封隔离。槽密封结构主要包括一个下楔6、一个上楔5和一个楔形附件7。上楔5和下楔6将线圈棒3和4朝绕组槽1的底座挤压，结果上楔5支撑在片状定子铁心10上的凹坑11中，预备槽2同样由上楔5密封并与气隙12隔离。
上楔5的有效楔表面用5a表示，下楔6的有效楔表面用6a表示。根据本发明的示例性实施方案示出了上楔5的楔表面5a呈凹形，与此相反的是，相邻下楔6的楔表面6a呈凸形。凹陷的楔表面5a和凸起的楔表面6a沿其纵向具有大小相同、方向相反的斜面，使得在做任何相对移动的情况下，它们均沿着径向向线圈棒3、4施加作用力。
楔形附件7安置在下楔6和上线圈棒4之间，该附件还可以包含一个滑块(未示出)。楔形附件7被导入并固定在下线圈棒上的槽14中。上楔5和下楔6通常由高强度的玻璃纤维增强塑料制成。
下楔6的截面明显地比在槽壁13a和13b之间将其固定的预备槽2的槽宽要窄。这就在下楔6的两侧形成了通道形的空腔2a，气态冷却剂可以流过该空腔进行冷却。所形成的冷却通道的截面明显大于现有技术中的截面，因为单槽密封结构具有双重功能，即将线圈棒3、4固定在绕组槽1中和密封预备槽2。比现有技术大的冷却通道截面允许对片状定子铁心10的齿15进行最佳的强制冷却。
除了冷却截面增大以外，根据本发明的槽密封结构8的优点在于它能以简单的方式进行强度检查。由于热和机械应力引起的沉降现象，楔入的线圈棒3、4有可能变松。这种沉降现象使得必须对槽密封结构进行周期性地检查，特别是固定线圈棒3、4的槽密封结构。过去，从现有技术中得知，检查直接密封绕组槽1的槽密封结构需要耗费很大的努力，特别是在只有完整地将密封结构从预备槽2中拆下来才能进行检查的情况。根据本发明并具有上述双重功能的槽密封结构8现在允许直接检查固定线圈棒3、4的槽密封结构8。
当然，本发明并不限于示出的示例性实施方案。在发明的意义上，也可以考虑不同形状的下楔6，使冷却通道2a在为最佳地传输径向楔入作用力而提供必要强度的前提下，尽可能地具有较大的截面。同样可以理解，凹形楔表面5a的半径大于凸形楔表面6a的半径，从而产生弹性的楔入效果。
显然，在明白了上述的讲解后，本发明可以有无数种改变和变动。因此，在所附权利要求的范畴内，可以按照与上面具体说明不同的方式实施本发明。
Claims (3)
1、一种对电机片状定子铁心(10)中的槽(1、2)进行密封的槽密封结构，在每种情况下每个槽(1、2)包括一个绕组槽(1)和一个预备槽(2)，该绕组槽(1)充满了线圈棒(3、4)或线圈，该预备槽(2)中没有线圈棒(3、4)且朝向气隙(12)，预备槽(2)直接与绕组槽(1)相邻，其中密封预备槽(2)的槽密封结构(8)将线圈棒(3、4)固定在绕组槽(1)中。
2、根据权利要求1的槽密封结构(8)，其中在槽密封结构(8)和插在绕组槽(1)中的上线圈棒(4)之间形成了至少一个用作气态冷却介质流动通道的通道形空腔(2a)。
3、根据权利要求2的槽密封结构(8)，其中至少有一个流动通道(2a)由片状定子铁心(10)中的第一槽壁(13a)和第二槽壁(13b)、以及槽密封结构(8)的上线圈棒(4)和上楔(5)界定，该上楔(5)布置在片状定子铁心(10)中的凹坑(11)内。
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