CZ304131B6

CZ304131B6 - Stator

Info

Publication number: CZ304131B6
Application number: CZ20022693A
Authority: CZ
Inventors: Charles Walko@Steven; John Nygard@Robert; Anthony Petti@John; Nils Dawson@Richard
Original assignee: General Electric Company
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2001-12-05
Publication date: 2013-11-13
Also published as: WO2002052697A2; KR20020076322A; US20020079781A1; EP1346454A2; KR100483780B1; CZ20022693A3; WO2002052697A3; JP2004516797A; JP3717889B2; EP1346454B1; US6548928B2

Abstract

Stator (1) obsahuje statorový rám (10), alespon jednu klínovou tyc (12), pripojenou ke statorovému rámu (10), pricemz klínová tyc (12) je opatrena rybinovitým výstupkem (14), statorové jádro (20), obsahující alespon jednu lamelu (22), opatrenou rybinovitou drázkou (24), vytvorenou zde pro ulození rybinovitého výstupku (14) a pruzinu (30, 40, 50), pripojenou mezi cást lamely (22) a rybinovitý výstupek (14) pro zajistení elektrické zemnicí dráhy mezi statorovým jádrem (20) a statorovým rámem (10). Pruzinou je listová pruzina (32), obsahující první konec (32b), druhý konec (32c) a stredovou zakrivenou cást (32a). První konec (32b) a druhý konec (32c) se dotýkají rybinovitého výstupku (14).

Description

Oblast techniky

Vynález se týká statoru generátoru na výrobu elektrické energie, přičemž se zejména týká pružiny, která zajišťuje účinnou elektrickou zemnicí dráhu mezi statorovým jádrem a statorovým rámem.

Dosavadní stav techniky

Stator generátoru na výrobu elektrické energie obecně obsahuje statorové jádro a statorový rám. Statorové jádro bývá obvykle válcového tvaru a sestává ze soustavy izolovaných ocelových lamel. Každá lamela představuje úseč úplného kruhu, přičemž je na svém vnitřním průměru opatřena štěrbinami nebo drážkami pro uložení statorového vinutí, zatímco je na svém vnějším průměru opatřena rybinovitými drážkami.

Ke statorovému rámu je připojeno například pomocí svařování větší množství klínových tyčí. Každá klínová tyč obsahuje rybinovitý výstupek, který poskytuje konstrukční opěru pro statorové jádro. Pokud je stator smontován, tak do každé rybinovité drážky příslušné lamely zapadá odpovídající rybinovitý výstupek.

Dostatečná vůle musí být zajištěna mezi částí každé lamely, vymezující každou rybinovitou drážku, a jejím odpovídajícím rybinovitým výstupkem pro umožnění řádné montáže statoru se zřetelem na místní a rozměrové tolerance klínové tyče a lamel.

To znamená, že vůle mezi třemi čelními plochami každé lamely, vytvářejícími každou rybinovitou drážku, a protilehlými plochami klínové tyče, vymezujícími rybinovitý výstupek, musí být dostatečná pro umožnění montáže statoru.

Tato vůle však musí být dostatečně malá, aby každá lamela se mohla dotýkat odpovídajícího rybinovitého výstupku v rybinovité drážce za účelem zajištění elektrické zemnicí dráhy mezi těmito součástmi. Tato malá vůle mezi třemi čelními plochami každého rybinovitého výstupku a odpovídající lamely se náhodně mění v důsledku místních a rozměrových tolerancí rybinovitého výstupku a rybinovité drážky.

V důsledku této proměnlivé vůle jsou skutečné dotykové body mezi každou lamelou a odpovídající klínovou tyčí (a tím rovněž účinné dotykové body mezi statorovým jádrem a statorovým rámem) rozloženy náhodně. Tato náhodně rozložená dotyková místa zajišťují uzemnění statorového jádra ke statorovému rámu.

Bylo by proto výhodné dosáhnout zvětšení velikosti rybinovitých drážek v lamelách pro umožnění rychlejší a snadnější montáže statoru a pro zajištění uzemňovacího obvodu, který umožní účinné uzemnění statorového jádra ke statorovému rámu.

Podstata vynálezu

V souladu s předmětem tohoto vynálezu byl proto vyvinut stator, který obsahuje: statorový rám, alespoň jednu klínovou tyč, připojenou ke statorovému rámu, přičemž klínová tyč je opatřena rybinovitým výstupkem, statorové jádro, obsahující alespoň jednu lamelu, opatřenou rybinovitou drážkou, vytvořenou zde pro uložení rybinovitého výstupku, a pružinu, připojenou mezi část lamely a rybinovitý výstupek pro zajištění elektrické zemnicí dráhy mezi statorovým jádrem a statorovým rámem, přičemž pružinou je listová pružina, obsahující první konec, druhý konec a středovou zakřivenou část, přičemž první konec a druhý konec se dotýkají rybinovitého výstupku.

Pružina je s výhodou uspořádána v rybinovité drážce.

Pružina dále s výhodou obsahuje základní část, přičemž tato základní část se dotýká středové části listové pružiny, a rovněž se dotýká lamely.

Pružina rovněž dále s výhodou obsahuje první boční chlopeň a druhou boční chlopeň, přičemž první boční chlopeň a druhá boční chlopeň jsou připojeny k základní části a dotýkají se lamely.

Podle dalšího aspektu tohoto vynálezu byl rovněž vyvinut stator, který obsahuje:

statorový rám, alespoň jednu klínovou tyč, připojenou k statorovému rámu, přičemž klínová tyč je opatřena rybinovitým výstupkem, statorové jádro, obsahující alespoň jednu lamelu, opatřenou rybinovitou drážkou, vytvořenou zde pro uložení rybinovitého výstupku, a pružinu, připojenou mezi část lamely a rybinovitý výstupek pro zajištění elektrické zemnicí dráhy mezi statorovým jádrem a statorovým rámem, přičemž pružina obsahuje:

základovou část, která se dotýká lamely, a alespoň jednu vidlici, která obsahuje první konec a druhý konec, přičemž první konec je připojen k základové části, zatímco druhý konec je uspořádán v prostorovém odstupu od základové části.

Pružina s výhodou obsahuje množinu vidlic, z nichž každá je vyrovnána podél jediné osy, která probíhá rovnoběžně s délkou základové části.

Pružina rovněž s výhodou obsahuje množinu vidlic, z nichž alespoň jedna je vyrovnána podél první osy, která probíhá rovnoběžně s délkou základové části, přičemž alespoň další z nich je vyrovnána podél druhé osy, která probíhá rovnoběžně s délkou základové části.

Druhý konec se s výhodou dotýká rybinovitého výstupku.

Pružina je s výhodou uspořádána v rybinovité drážce.

Takže u příkladného provedení předmětu tohoto vynálezu stator obsahuje statorový rám, alespoň jednu klínovou tyč, připojenou ke statorovému rámu a obsahující rybinovitý výstupek, a statorové jádro, obsahující alespoň jednu lamelu, opatřenou rybinovitou drážkou pro uložení rybinovitého výstupku.

Stator dále obsahuje pružinu, připojenou mezi částí lamely a rybinovitým výstupkem pro zajištění elektrické zemnicí dráhy mezi statorovým jádrem a statorovým rámem. Tato pružina je uspořádána v rybinovité drážce. Pružina obsahuje listovou pružinu, která má první konec, druhý konec a středovou část. Pružina rovněž obsahuje základní část, stejně jako první boční chlopeň a druhou boční chlopeň.

První konec a druhý konec listové pružiny se dotýká klínové tyče, přičemž středová část listové pružiny je připojena k základní části. Tato základní část se dotýká lamely. Boční chlopně jsou připojeny k základní části a dotýkají se lamely.

-2 CZ 304131 B6

U jiného příkladného provedení předmětu tohoto vynálezu pak pružina, která zajišťuje elektrickou zemnicí dráhu mezi statorovým jádrem a statorovým rámem, obsahuje základovou část, která se dotýká lamely a alespoň jedné vidlice. Tato vidlice je opatřena prvním koncem, který je připojen k základové části, a druhým konce,m který je uspořádán v prostorové vzdálenosti od základové části. Druhý konec se dotýká rybinovitého výstupku klínové tyče.

Pružina může obsahovat množinu vidlic, z nichž každá je vyrovnána podél jediné osy, která probíhá rovnoběžně s délkou základové části, nebo množinu vidlic, z nichž některé jsou vyrovnány podél první osy, která probíhá rovnoběžně s délkou základové části, zatímco jiné vidlice jsou vyrovnány podél druhé osy, která probíhá rovnoběžně s délkou základové části.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude v dalším podrobněji objasněn na příkladech jeho konkrétního provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k přiloženým obrázkům výkresů, kde:

obr. 1 znázorňuje částečný pohled v řezu na stator podle jednoho příkladného provedení předmětu tohoto vynálezu;

obr. 2 znázorňuje částečný pohled v řezu na rybinovité spojení, zobrazené na obr. 1;

obr. 3 znázorňuje schematický perspektivní pohled na pružinu, zobrazenou na obr. 1; obr. 4 znázorňuje koncový nárysný pohled na pružinu, zobrazenou na obr. 1; obr. 5 znázorňuje půdorysný pohled na pružinu, zobrazenou na obr. 1;

obr. 6 znázorňuje půdorysný pohled na pružinu podle alternativního příkladného provedení předmětu tohoto vynálezu;

obr. 7 znázorňuje čelní nárysný pohled na pružinu, zobrazenou na obr. 6;

obr. 8 znázorňuje půdorysný pohled na pružinu podle dalšího alternativního příkladného provedení předmětu tohoto vynálezu; a obr. 9 znázorňuje čelní nárysný pohled na pružinu, zobrazenou na obr. 8.

Příklady provedení vynálezu

Na vyobrazení podle obr. 1 je znázorněn pohled v řezu na stator 1 elektrického generátoru podle příkladného provedení předmětu tohoto vynálezu.

Stator i obsahuje statorové jádro 20, tvořené větším počtem naskládaných lamel 22, a statorový rám 10, který je opatřen větším počtem klínových tyčí 12, které jsou k němu připojeny.

Každá z lamel 22 je opatřena drážkami (na vyobrazeních neznázorněno) na jejím vnitřním průměru pro uložení statorového vinutí, stejně jako větším počtem rybinovitých drážek 24 na jejím vnějším průměru pro uložení odpovídajících klínových tyčí 12.

Každá z klínových tyčí 12. připojených ke statorovému rámu 10, je opatřena rybinovitým výstupkem 14, který zasahuje do odpovídající rybinovité drážky 24 v každé z lamel 22.

Poměrně velká prostorová vůle je provedena mezi třemi čelními plochami rybinovitého výstupku 14 a lamely 22, vymezující odpovídající rybinovitou drážku 24, takže rybinovitý výstupek 14 může být uložen do rybinovité drážky 24, načež může být montáž statorového jádra 20 snadno dokončena

Prostorová vůle je dostatečně velká, takže nedochází k žádnému náhodnému přímému dotyku mezi klínovými tyčemi 12 a odpovídajícímu lamelami 22, a to i při uvažování úložných a rozměrových tolerancí klínových tyčí 12 a lamel 22. Tato poměrně velká prostorová vůle umožňuje zajistit snadnější a rychlejší montáž statorového jádra 20.

Jak je znázorněno na vyobrazeních podle obr. 1 až obr. 5, tak osové pružiny 30 jsou příslušně připojeny mezi rybinovité výstupky 14 klínových tyčí 12 a části odpovídajících lamel 22, které vymezují rybinovité drážky 24.

Přestože se další popis týká pouze jedné lamely 22, jedné rybinovité drážky 24, jedné klínové tyče 12, jednoho rybinovitého výstupku J_4 a jedné osové pružiny 30, je nutno zdůraznit, že dále uvedené podrobnosti jsou stejně dobře uplatnitelné i pro všechny další součásti, tvořící statorové jádro 20.

Osová pružina 30 je uspořádána v rybinovité drážce 24, přičemž se dotýká jak klínové tyče 12, tak i lamely 22 pro zajištění elektrické zemnicí dráhy mezi těmito součástmi. Proto je tedy elektrický zemnicí obvod uspořádán mezi statorovým jádrem 20 a statorovým rámem 10 prostřednictvím osové pružiny 30.

Správná poloha umístění kontaktů mezi osovou pružinou 30, klínovou tyčí 12 a lamelou 22 může být přesně regulována. V důsledku toho náhodně rozložená kontaktní místa (to znamená náhodně rozložené zemnicí body) mezi klínovou tyčí 12 a lamelou 22 mohou být zcela eliminovány.

Osová pružina 30 obsahuje listovou pružinu 32, základní část 37, první boční chlopeň 38 a druhou boční chlopeň 39. Listová pružina 32 obsahuje středovou část 32a. první konec 32b a druhý konec 32c. První konec 32b a druhý konec 3c listové pružiny 32 se dotýkají rybinovitého výstupku 14 klínové tyče 12. Středová část 32a listové pružiny 32 je připojena, například pomocí bodového svařování, k základní části 37.

První boční chlopeň 38 a druhá boční chlopeň 39 jsou připojeny k základní části 37, přičemž jsou s ní s výhodou provedeny integrálně.

První boční chlopeň 38 a druhá boční chlopeň 39 jsou uspořádány tak, že se přímo dotýkají lamely 22. První boční chlopeň 38 a druhá boční chlopeň 39 se zejména přímo dotýkají protilehlých čelních ploch lamely 22, které vymezují rybinovitou drážku 24.

Osová pružina 30 může být těsně uložena a udržována v rybinovité drážce 24 prostřednictvím kontaktu bočních chlopní 38 a 39 a protilehlými čelními plochami lamely 22, vymezující rybinovitou drážku 24.

Základní část 37 je rovněž uspořádána tak, že se dotýká čelní plochy lamely 22, vymezující rybinovitou drážku 24. Základní část 37 se zejména přímo dotýká čelní plochy lamely 22, vymezující rybinovitou drážku 24, která je nejblíže k podélné ose 26 statorového jádra 20.

Prostřednictvím dotyku lamely 22 pomocí první boční chlopně 38 a druhé boční chlopně 39 se základní částí 37, a prostřednictvím dotyku rybinovitého výstupku 14 pomocí prvního konce 32b a druhého konce 32c listové pružiny 32 pak osová pružina 30 zajišťuje elektrickou zemnicí dráhu mezi lamelou 22 a klínovou tyčí 12, a v důsledku toho mezi statorovým jádrem 20 a statorovým rámem 10.

-4 CZ 304131 B6

Na vyobrazeních podle obr. 6 až 7 je znázorněna pružina 40 podle alternativního příkladného provedení předmětu tohoto vynálezu.

Pružina 40 obsahuje základovou část 42 a větší počet vidlic 44. Každá z vidlic 44 má první konec 44a, který je připojen k základové části 42.

Každá z vidlic 44 vyčnívá směrem ven od základové části 42, takže druhý konec 44b každé z vidlic 44 je uspořádán v určité prostorové vzdálenosti od základové části 42.

Obdobně jako osová pružina 30 podle obr. 1 až obr. 5 může být pružina 40 uspořádána v rybinovité drážce 24 a mezi částí lamely 22, která vymezuje rybinovitou drážku 24, a rybinovitým výstupkem 14 klínové tyče 12.

Základová část 42 může být zejména uspořádána na čelní ploše lamely 22, vytvářející rybinovitou drážku 24, která je nejblíže k podélné ose 26 statorového jádra 20, takže druhé konce 44b příslušných vidlic 44 se mohou přímo dotýkat rybinovitého výstupku J_4.

Jak je znázorněno na vyobrazení podle obr. 6, tak každá z vidlic 44 je vyrovnána podél jedné osy 46, která probíhá rovnoběžně s délkou pružiny 40, přičemž podélná osa 26 statorového jádra 20 protíná její šířku.

Na vyobrazeních podle obr. 8 a obr. 9 je znázorněna pružina 50 podle dalšího alternativního příkladného provedení předmětu tohoto vynálezu.

Obdobně jako pružina 40, znázorněná na vyobrazeních podle obr. 6 a obr. 7, rovněž pružina 50 obsahuje základovou část 52 a větší počet vidlic 54. Každá vidlice 54 má první konec 54a, který je připojen k základové části 52 směrem ke druhému konci 54b, který je prostorově vzdálen od základové části 52. Každá z druhých konců 54b vidlic 54 se dotýká příslušného rybinovitého výstupku 14.

Na rozdíl od vidlic 44 u pružiny 40 jsou vidlice 54 u pružiny 50 vyrovnány podél dvou různých os. To znamená, že některé z vidlic 54 jsou vyrovnány podél první osy 56, která probíhá rovnoběžně s délkou základové části 52, zatímco jiné vidlice 54 jsou vyrovnány podél druhé osy 58, která rovněž probíhá rovnoběžně se základovou částí 52. Pružina 50 je uspořádána v rybinovité drážce 24, takže osy 56 a 58 probíhají rovnoběžně s podélnou osou 26 statorového jádra 20.

Přestože byl předmět tohoto vynálezu popsán ve spojitosti sjeho příkladným provedením, které je v současné době považováno za nepraktičtější, je zcela pochopitelné, že předmět tohoto vynálezu se neomezuje pouze na shora popsané provedení, neboť je naopak určen k pokrytí různých modifikací a ekvivalentních uspořádání, které spadají do myšlenky a rozsahu přiložených patentových nároků.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Stator (1), obsahující:

statorový rám (10), alespoň jednu klínovou tyč (12), připojenou ke statorovému rámu (10), přičemž klínová tyč (12) je opatřena rybinovitým výstupkem (14), statorové jádro (20), obsahující alespoň jednu lamelu (22), opatřenou rybinovitou drážkou (24), vytvořenou zde pro uložení rybinovitého výstupku (14), a

-5CZ 304131 B6 pružinu (30, 40, 50), připojenou mezi část lamely (22) a rybinovitý výstupek (14) pro zajištění elektrické zemnicí dráhy mezi statorovým jádrem (20) a statorovým rámem (10), vyznačující se tím, že pružina obsahuje listovou pružinu (32), obsahující první konec (32b), druhý konec (32c) a středovou zakřivenou část (32a), přičemž první konec (32b) a druhý konec (32c) se dotýkají rybinovitého výstupku (14).
2. Stator (1) podle nároku 1, vyznačující se tím, že pružina (30, 40, 50) je uspořádána v rybinovité drážce (24).
3. Stator (1) podle nároku 1, vyznačující se tím, že pružina (30) dále obsahuje základní část (37), přičemž tato základní část (37) se dotýká středové části (32a) listové pružiny (32), a rovněž se dotýká lamely (22).
4. Stator (1) podle nároku 3, vyznačující se tím, že pružina (30) dále obsahuje první boční chlopeň (38) a druhou boční chlopeň (39), přičemž první boční chlopeň (38) a druhá boční chlopeň (39) jsou připojeny k základní části (37) a dotýkají se lamely (22).
5. Stator (1), obsahující:

statorový rám (10), alespoň jednu klínovou tyč (12), připojenou k statorovému rámu (10), přičemž klínová tyč (12) je opatřena rybinovitým výstupkem (14), statorové jádro (20), obsahující alespoň jednu lamelu (22), opatřenou rybinovitou drážkou (24), vytvořenou zde pro uložení rybinovitého výstupku (14), a pružinu (30, 40, 50), připojenou mezi část lamely (22) a rybinovitý výstupek (14) pro zajištění elektrické zemnicí dráhy mezi statorovým jádrem (20) a statorovým rámem (10), vyznačující se t í m , že pružina (30, 40, 50) obsahuje:

základovou část (42, 52), která se dotýká lamely (22), a alespoň jednu vidlici (44, 54), obsahující první konec (44a, 54a) a druhý konec (44b, 54b), přičemž první konec (44a, 54a) je připojen k základové části (42, 52), zatímco druhý konec (44b, 54b) je uspořádán v prostorovém odstupu od základové části (42, 52).
6. Stator (1) podle nároku 5, vyznačující se tím, že pružina (50) obsahuje množinu vidlic (54), z nichž každá je vyrovnána podél jediné osy (56), která probíhá rovnoběžně s délkou základové části (52).
7. Stator (1) podle nároku 5, vyznačující se tím, že pružina (50) obsahuje množinu vidlic (54), z nichž alespoň jednaje vyrovnána podél první osy (56), která probíhá rovnoběžně s délkou základové části (52), přičemž alespoň další z nich je vyrovnána podél druhé osy, která probíhá rovnoběžně s délkou základové části (52).
8. Stator (1) podle nároku 5, vyznačující se tím, že druhý konec (44b, 54b) se dotýká rybinovitého výstupku (14).
9. Stator (1) podle nároku 5, vyznačující se tím, že pružina (30, 40, 50) je uspořádána v rybinovité drážce (24).