CZ281451B6 - Šroub pro přívod proudu v rotoru elektrického stroje - Google Patents

Abstract

U velkých elektrických strojů je elektrické spojení mezi centrálním budicím přívodním vedením (5, 6), probíhajícím axiálně v rotoru, a vodiči budicího vinutí v čele vinutí rotoru provedeno šroubem (1), který je vysoce elektricky a mechanicky namáhán. Tento šroub (1) je proveden z oceli a sestává z dříku (2) a závitů (3, 4) na svých koncích. Dřík (2) je v podélném směru šroubu (1) proříznut, přičemž je opatřen alespoň třemi zářezy (13), rozkládajícími se radiálně až k ose šroubu (1). Šroub (1) je potom v příčném směru pružnější a může být dobře chlazen.ŕ

Description

Šroub pro přívod proudu v rotoru elektrického stroje

Oblast techniky

Vynález se týká šroubu pro přívod proudu v rotoru elektrického stroje, zejména turbogenerátoru, pro spojení vodícího přívodního vedení, probíhajícího axiálně v rotoru, s vodiči budicího vinutí v čele vinutí rotoru, který je proveden z oceli a sestává z dříku a závitů na jeho obou koncích.

Dosavadní stav techniky

Vynález vychází zejména z řešení podle CH-PS 586 966. U turbogenerátorů se uskutečňuje vedení budicích vinutí v rotoru k vinutí rotoru všeobecně ve středové díře, upravené v hřídeli. Vodiče, umístěné v této díře, jsou většinou masivní a jsou dokola izolované. Od těchto středově vedených masivních vodičů se spojení k vinutí rotoru provádí pomocí šroubů pro přívod proudu, zašroubovaných do těchto masivních vodičů. Takový šroub je například předmětem uvedeného CH-PS 586 966. Vedle šroubů z mědi nebo slitin mědi se u nových konstrukcí používají šrouby z vysoce pevné oceli, které potom musí být dobře chlazeny. Všechna provedení mají společné to, že vedle šroubového spojení s masivními vodiči musí být v díře hřídele provedeno alespoň druhé šroubové spojení šroubu s touto dírou v hřídeli, pro zachycování odstředivých sil, působících na šroub.

Toto druhé šroubové spojení je upraveno v té části hřídele, která je vzhledem k prohnutí hřídele, způsobenému vlastní hmotností rotoru a silami, pocházejícími z vibrace, extrémně namáhaná. V nejnepříznivějším případě mohou v oblasti závitu v radiální díře hřídele vzniknout trhliny, které mohou způsobit havárii.

Úkolem vynálezu je vytvořit šroub pro přívod proudu, který nezpůsobí žádné ohrožení hřídele a může být rovněž optimálně chlazen.

Podstata vynálezu

Tento úkol splňuje šroub pro přívod proudu v rotoru elektrického stroje, zejména turbogenerátoru, pro spojení budicího přívodního vedení, probíhajícího axiálně v rotoru, s vodiči budicího vinutí v čele vinutí rotoru, který je proveden z oceli a sestává z dříku a závitů na jeho obou koncích, podle vynálezu, jehož podstatou je, že dřík je v podélném sméru šroubu proříznut, přičemž je opatřen alespoň třemi zářezy, rozkládajícími se radiálně až k ose šroubu.

Výhoda vynálezu spočívá zejména v tom, že šroub je, aniž by došlo k podstatnému snížení jeho pevnosti v podélném směru, v příčném směru pružný. Proříznutí šroubu v podélném směru umožňuje navíc jeho optimální chlazení. Šroub podle vynálezu je rovněž oproti známým provedením lehčí, čímž odpadá jeho přídavné upevnění dalším šroubovým spojem atd. Chlazení může být intenzivnější ještě tehdy, když je šroub podle dalšího výhodného provedení vynálezu opatřen dírou, která je průchozí po jeho celé délce.

-1CZ 281451 B6

Dále je výhodné, když je dřík šroubu proveden jako kuželovitý, přičemž jeho tlustším koncem je jeho vnitřní konec. To značně snižuje jeho zatížení odstředivou silou.

Dalšího zvýšení chlazení lze dosáhnout tehdy, když je na šroub nasazen tenkostěnný dutý válec, opírající se výstupkem, vyčnívajícím dovnitř, o nákružek, upravený na šroubu ve výšce přechodu závitu do dříku, přičemž chladicí plyn je veden prostorem mezi dříkem šroubu a tímto dutým válcem. Ve spojení se zářezy, zasahujícími až pod uvedený nákružek, je možno chlazení šroubu zdokonalit tak, že potom úspěšné odolává všem provozním zatížením jak z elektrického, tak i z mechanického hlediska.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladném provedení podle přiloženého výkresu, na němž obr. 1 znázorňuje šroub pro přívod proudu, zamontovaný do stroje, podle vynálezu, v podélném řezu a obr. 2 řez tímto šroubem pro přívod proudu podél čáry A-A z obr. 1.

Příklady provedení vynálezu

Šroub 1 pro přívod proudu je proveden z oceli a sestává z kuželového dříku 2 a závitů 3, 4 na obou koncích. Na vnitřním konci je šroub 1 zašroubován vždy do masivního vodiče 5, 6 s půlkruhovým průřezem, přičemž tyto masivní vodiče 5, 6 probíhají ve středové díře 7 hřídele tělesa 8. rotoru. Pro vzájemné izolování je mezi oběma plochými stranami masivních vodičů 5, 6 upravena izolační mezivrstva 9 z plastické hmoty, zesílené skleněnými vlákny. Středová díra 7 hřídele je vyložena izolační trubkou 10. která je v oblasti šroubů 1 opatřena otvory. Mezi izolační trubkou 10 a masivními vodiči 5, 6. je upraven prstencový prostor 11, kterým proudí chladicí plyn.

Jak vyplývá z řezu A-A šroubem 1, znázorněného na obr. 2, je dřík 2. šroubu 1 opatřen průchozí dírou 12, provedenou v podélném směru šroubu 1. Dřík 2 šroubu 1 je dále v podélném směru opatřen například šesti zářezy 13 , které na obr. 2 od sebe oddělují jednotlivé výseče 14. Pod pojmem zářez 13 se v této souvislosti myslí vybrání v materiálu rozkládající se v podstatě v podélném směru šroubu 1, které zasahuje v mezním případě až k podélné ose šroubu 1. Zářezy 13 se rozkládají v podélném směru šroubu 1 až do blízkosti závitů 3, 4, kde vybíhají výběhem 15, znázorněným na obr. 1 čárkovaně. Rozloha zářezů 13 v radiálním směru je provedena tak, že zářezy 13 zasahují až do průchozí díry 12. Počet zářezů 13 může být i jiný než šest, přičemž za spodní hranici se považuje počet tří zářezů 13., zatímco horní hranice je omezena zůstatkovou požadovanou pevností šroubu 1.

Na přechodu z dříku 2. k (vnitřnímu) závitu 3 je na tomto dříku 2 vytvořen nákružek 16. Před zašroubováním šroubu 1 je nutno (z vnitřního konce) nasunout na šroub 1 tenkostěnný dutý válec

17. Tento dutý válec 17 je u svého vnitřního konce opatřen dovnitř směřujícím prstencovým výstupkem 18, kterým se potom dutý válec 17 opírá o zmíněný nákružek 16. Pojistný kroužek 19 slouží k vzájemnému upevnění šroubu 1 a dutého válce 17.

-2CZ 281451 B6

Jak zřetelně vyplývá z obr. 1, zasahují zářezy 13 až za nákružek 16 a vybíhají v části šroubu 1 mezi nákružkem 16 a vnitřním závitem 3_. Tímto způsobem je prstencový prostor 11 mezi masivními vodiči 5, 6. a izolační trubkou 10 otvory v izolační trubce 10 spojen s prstencovým prostorem 20 mezi vnější částí dříku 2 a dutým válcem 17. Chladicí plyn, vedený od větráku stroje, může bez jakéhokoliv omezení proudit z prstencového prostoru 11 v díře 2 hřídele zářezy 13., upravenými v dříku 2, do prstencového prostoru 20 a teprve potom rotor opouští.

Aby vně dutého válce 17 mezi jeho stěnou a radiální dírou 22 a hřídelem proudilo co nejmenší množství chladicího plynu, je dolní konec 21 dutého válce 17 zesílen a přizpůsoben tvaru izolační trubky 10,. Kromě toho je poloha prstencového výstupku 18 zvolena tak, že dolní konec 21 dutého válce 17 ve smontovaném stavu dosedá na izolační trubku 10.

Kromě zamýšleného vedení chladicího plynu v a kolem šroubu mají zářezy 13 ještě další podstatnou funkci: bez podstatného zmenšení pevnosti šroubu 1 v jeho podélném směru je potom šroub 1 pro přívod proudu podle vynálezu v příčném směru podstatně pružnější. Tím je provedeno přerušení vazby mezi upínacím místem šroubu 1 v masivních vodičích 5, 6 ve středové díře 7 hřídele na jedné straně a připojením k čelu vinutí rotoru na druhé straně, což podstatné zvýší provozní bezpečnost stroje.

Claims (5)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Šroub pro přívod proudu v rotoru elektrického stroje, zejména turbogenerátoru, pro spojení budicího přívodního vedení (5,6), probíhajícího axiálně v rotoru, s vodiči budicího vinutí v čele rotoru, který je proveden z oceli a sestává z dříku (2) a závitů (3,4) na obou svých koncích, vyznačuj í cí se tím, že dřík (2) je v podélném směru šroubu (1) proříznut, přičemž je opatřen alespoň třemi zářezy (13), rozkládajícími se radiálně až k ose šroubu (1).
2. 2. Šroub pro přívod proudu podle nároku 1, vyznačující se tím, že šroub (1) je po celé své délce opatřen průchozí dírou (12).
3. 3. Šroub pro přívod proudu podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že dřík (2) je vytvořen kuželovité, přičemž tlustší konec je na vnitřním konci šroubu (1).
4. 4. Šroub pro přívod proudu podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že přes šroub (1) je nasunut tenkostěnný dutý válec (17), který se dovnitř vyčnívajícím výstupkem (18) opírá o nákružek (16) na šroubu (1) ve výšce přechodu závitu (3) do dříku (2).
5. 5. Šroub pro přívod proudu podle nároku 4, vyznačující se tím, že zářezy (13) ve šroubu (1) procházejí uvedeným nákružkem (16).