EA001098B1 - A device in the stator of a rotating electric machine - Google Patents

A device in the stator of a rotating electric machine Download PDF

Info

Publication number
EA001098B1
EA001098B1 EA199801057A EA199801057A EA001098B1 EA 001098 B1 EA001098 B1 EA 001098B1 EA 199801057 A EA199801057 A EA 199801057A EA 199801057 A EA199801057 A EA 199801057A EA 001098 B1 EA001098 B1 EA 001098B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
stator
electric machine
rotating electric
machine according
teeth
Prior art date
Application number
EA199801057A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA199801057A1 (en
Inventor
Матс Лейён
Сёрен Берггрен
Original Assignee
Абб Аб
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from SE9602079A external-priority patent/SE9602079D0/en
Priority claimed from SE9602083A external-priority patent/SE9602083D0/en
Application filed by Абб Аб filed Critical Абб Аб
Publication of EA199801057A1 publication Critical patent/EA199801057A1/en
Publication of EA001098B1 publication Critical patent/EA001098B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/46Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/48Fastening of windings on the stator or rotor structure in slots
    • H02K3/487Slot-closing devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/288Shielding
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2203/00Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
    • H02K2203/15Machines characterised by cable windings, e.g. high-voltage cables, ribbon cables

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

1. A device for increasing the mechanical rigidity and natural frequency of the stator in a rotating electric machine, which stator is provided with teeth (10) between the slots (8) receiving the winding, the free ends of said teeth being located in the air gap (7) between stator and rotor, characterized in that the winding comprises a high-voltage cable (1) and that a spacer (11) to increase rigidity is arranged in each space between the free ends of adjacent stator teeth (10) to tangentially fix said ends. 2. A device as claimed in claim 1 characterized in that the spacer comprises a wedge (11). 3. A device as claimed in claim 2, characterized in that the wedge surfaces converge outwardly towards the ends of the stator teeth (10) connected to each other, the wedge (11) being arranged to be subjected to a radial, outwardly directed force during assembly. 4. A device as claimed in claim 2 characterized in that the wedge surfaces diverge outwardly towards the ends of the stator teeth (10) connected to each other, an expansion means (14) being arranged between the wedge (11) and the cable (1) of the winding situated nearest to the slot (8) and secured in a seat in the slot (8). 5. A device as claimed in claim 4 characterized in that the expansion means consists of a tube (14) which is filled with a liquid compound, such as epoxy plastic, which is curable under pressure. 6. A device as claimed in any of claims 1-5, characterized by adhesive joints between the spacers (11) and stator teeth (10). 7. A device as claimed in claim 1 or claim 2 characterized in that the outer stator frame (17) is provided with a spring member (16) for tangential clamping of the outer part of the stator core (15) and to produce a tangential thrust force in the surfaces of the spacers at the free ends of the stator teeth (10). 8. A device as claimed in any of claims 1-7 characterized in that the spacers (11) which extend the entire length of the stator are designed as tie rods to pre-stress the stator core (15). 9. A device as claimed in claim 8 characterized in that a force-transmitting device (18) is arranged between the spacers (11) and the outer periphery of the stator and arranged to convert tensile stress in the spacers (11 ) to compressive stress in the stator core (15). 10. A device as claimed in claim 9 characterized in that the spacers (11) are connected together at their ends by means of transverse pieces (19) and in that the force-transmitting device consists of pressure fingers (18) extending radially on each side of the stator core (15) immediately opposite the stator teeth (10) the inner ends of said fingers protruding inside the transvers e pieces (19) and the outer ends being pressed against the core (15) by means of a clamping device (22, 23) on the stator frame (17). 11. A device as claimed in claim 9 characterized in that the ends of the spacers (11) are provided with screw threading (25) for cooperation with a nut (24) to transfer compressive force via a plate (26) to the stator teeth (10). 12. A rotating electric machine characterized by a device as claimed in any of claims 1-11 to increase the natural frequency of the stator. 13. A rotating electric machine according to claim 12 characterized in that the winding comprises at least one current-carrying conductor (2), a first layer (3) having semi-conducting properties provided around said conductor (2), a solid insulating layer (4) provided around said first layer (3), and a second layer (5) having semi-conducting properties provided around said insulating layer (4). 14. A rotating electric machine according to claim 13, characterized in that the potential of said first layer (3) is substantially equal to the potential of the conductor (2). 15. A rotating electric machine according to claim 13 or 14, characterized in that said second layer (5) is arranged to constitute substantially an equipotential surface surrounding said conductor (2). 16. A rotating electric machine according to claim 15, characterized in that said second layer (5) is connected to a predetermined potential. 17. A rotating electric machine according to claim 16, characterized in that said predetermined potential is ground potential. 18. A rotating electric machine according to any one of claims 13-17, characterized in that at least two adjacent layers have substantially equal thermal expansion coefficients. 19. A rotating electric machine according to any one of claims 13-18, characterized in that said current-carrying conductor (2) comprises a number of strands, only a minority of said strands being non-isolated from each other. 20. A rotating electric machine according to any one of claims 13-19, characterized in that each of said three layers is fixed connected to adjacent layer along substantially the whole connecting surface. 21. A rotating electric machine according to any one of claims 13-20, characterized in that said cable (1) also comprises a metal shield and a sheath.

Description

Настоящее изобретение относится к устройству для увеличения механической жесткости и собственной частоты колебаний статора во вращающейся электрической машине и для предотвращения разрушающих колебаний между зубцами статора.The present invention relates to a device for increasing the mechanical rigidity and natural frequency of oscillation of the stator in a rotating electric machine and to prevent destructive oscillations between the stator teeth.

Некоторые попытки нового подхода к проектированию синхронных машин описаны, помимо прочего, в статье \Уа1ег-апб-оП-соо1еб ТигЬодеиега1ог ТУМ-300, 1. Е1еЙто1есЬшка, № 1, 1970, рр 6-8, в патенте США № 4429244 Статор генератора и в патенте СССР № 955369.Some attempts at a new approach to designing synchronous machines are described, among other things, in article \\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\ in the patent of the USSR No. 955369.

Синхронная машина с водяным и масляным охлаждением, описанная в журнале ί. Е1ек1то1есЬи1ка, рассчитана на напряжения до 20 кВ. В статье описана новая система изоляции, состоящая из масляно-бумажной изоляции, которая позволяет погрузить статор полностью в масло. При этом масло может использоваться как хладагент и в то же самое время как изоляция. Для предотвращения просачивания масла из статора к ротору на внутренней поверхности сердечника имеется диэлектрическое маслоудерживающее кольцо. Обмотка статора выполнена из полых проводников овального сечения с масляной и бумажной изоляцией. Боковые части катушки с изоляцией закреплены в пазах прямоугольного сечения посредством клиньев. Как в полых проводниках, так и в отверстиях в стенках статора, для их охлаждения используется масло. Однако такие системы охлаждения требуют большого количества как электрических, так и гидравлических соединений на концах катушек. Кроме того, толстая изоляция приводит к увеличению радиуса кривизны проводников, что, в свою очередь, вызывает увеличение вылета обмотки.Water-cooled and oil-cooled synchronous machine, described in the journal ί. Е1ек1то1есЬи1ка, designed for voltages up to 20 kV. The article describes a new insulation system consisting of oil-paper insulation, which allows you to immerse the stator completely in oil. At the same time oil can be used as coolant and at the same time as isolation. To prevent oil from leaking from the stator to the rotor, there is a dielectric oil holding ring on the inner surface of the core. The stator winding is made of hollow oval-shaped conductors with oil and paper insulation. The side parts of the coil with insulation are fixed in grooves of rectangular section by means of wedges. Both in hollow conductors and in holes in the stator walls, oil is used to cool them. However, such cooling systems require a large number of both electrical and hydraulic connections at the ends of the coils. In addition, thick insulation leads to an increase in the radius of curvature of the conductors, which, in turn, causes an increase in the departure of the winding.

Вышеупомянутый патент США относится к части статора в синхронной машине, которая содержит листовой магнитный сердечник с трапецеидальными пазами для статорной обмотки. Пазы сужаются, поскольку потребность в изоляции статорной обмотки уменьшается в направлении к внутренней части ротора, где расположена ближайшая к нейтральной точке часть обмотки. Кроме того, часть статора содержит диэлектрический маслоудерживающий цилиндр, расположенный поблизости от внутренней поверхности сердечника. Эта часть может повысить требования к магнитной части устройства по сравнению с машиной без этого кольца. Обмотка статора выполнена из маслонаполненных кабелей одинакового диаметра для каждого слоя обмотки. Слои отделены друг от друга посредством распорных деталей, установленных в пазах, и закреплены клиньями. Особенностью обмотки является то, что она содержит две так называемых полуобмотки, соединенные последовательно. Одна из двух полуобмоток расположена по центру внутри трубчатой изоляции. Проводники статорной обмотки охлаждаются окружающим маслом. Недостатками системы с таким большим количеством масла являются риск утечки и большой объем работы по очистке в случае аварии. Те части трубчатой изоляции, которые расположены вне пазов, имеют цилиндрическую часть и коническое завершение, усиленное токонесущими слоями, назначение которых заключается в управлении напряженностью электрического поля в области, где кабель входит в конец обмотки.The aforementioned U.S. patent relates to a part of a stator in a synchronous machine, which contains a sheet magnetic core with trapezoidal grooves for the stator winding. The grooves narrow as the need for isolation of the stator winding decreases towards the inside of the rotor, where the part of the winding nearest to the neutral point is located. In addition, part of the stator contains a dielectric oil-holding cylinder located near the inner surface of the core. This part may increase the requirements for the magnetic part of the device compared to a machine without this ring. The stator winding is made of oil-filled cables of the same diameter for each layer of the winding. The layers are separated from each other by spacers installed in the slots, and secured with wedges. A feature of the winding is that it contains two so-called semi-windings connected in series. One of the two semi-windings is located centrally inside the tubular insulation. The stator conductors are cooled by the surrounding oil. The disadvantages of a system with such a large amount of oil are the risk of leakage and a lot of cleaning work in the event of an accident. Those parts of the tubular insulation that are located outside the grooves have a cylindrical part and a conical end, reinforced by current-carrying layers, the purpose of which is to control the electric field in the area where the cable enters the end of the winding.

Из патента СССР № 955369 понятно, что еще одна попытка увеличить номинальное напряжение синхронной машины заключается в том, что охлаждаемая маслом статорная обмотка содержит известный высоковольтный кабель одинакового размера для всех слоев. Кабель помещен в пазы статора, выполненные в виде круговых радиально расположенных отверстий, размеры которых соответствуют площади поперечного сечения кабеля и необходимому месту для их установки и для хладагента. Различные расположенные радиально слои обмотки окружены трубчатой изоляцией и закреплены в ней. В пазу статора трубки закреплены изолирующими распорками. Из-за масляного охлаждения во внутреннем воздушном зазоре необходимо установить внутреннее диэлектрическое кольцо для создания уплотнения для предупреждения просачивания масляного хладагента. В этой конструкции нет сужения изоляции или пазов статора. В этой конструкции имеются очень узкие радиальные сужения между различными пазами статора, что подразумевает наличие большого потока утечки в пазу и существенно влияет на требования к машине, касающиеся намагничивания.It is clear from USSR patent No. 955369 that another attempt to increase the nominal voltage of a synchronous machine is that the oil-cooled stator winding contains a known high-voltage cable of the same size for all layers. The cable is placed in the grooves of the stator, made in the form of circular radially arranged holes, the dimensions of which correspond to the cross-sectional area of the cable and the necessary place for their installation and for the refrigerant. Various radially arranged layers of the winding are surrounded by tubular insulation and fixed in it. In the groove of the stator tube is fixed insulating struts. Due to the oil cooling in the internal air gap, it is necessary to install an internal dielectric ring to create a seal to prevent leakage of the oil coolant. There is no narrowing of the insulation or stator slots in this design. In this design there are very narrow radial constrictions between the various stator slots, which implies a large leakage flow in the groove and significantly affects the magnetization requirements of the machine.

Проблема, решению которой посвящено изобретение, связана с высоковольтной электрической машиной переменного тока, прежде всего предназначенной для работы в качестве генератора на электростанции для производства электроэнергии. Такие машины традиционно предназначались для работы при напряжениях в диапазоне 15-30 кВ, и 30 кВ рассматривались в качестве верхнего предела. Это, в общем случае, означает, что генератор должен быть соединен с сетью электроснабжения через трансформатор, который усиливает напряжение до уровня сети электроснабжения, то есть до 130-400 кВ.The problem to which the invention is devoted is related to an AC high-voltage electric machine, primarily intended for operation as a generator at a power plant for the production of electricity. Such machines have traditionally been designed to work at voltages in the range of 15-30 kV, and 30 kV were considered as the upper limit. This, in general, means that the generator must be connected to the power supply network through a transformer, which amplifies the voltage to the level of the power supply network, that is, to 130-400 kV.

При использовании в обмотке статора высоковольтных изолированных электрических проводников, далее называемых кабелями, с постоянной изоляцией, аналогичной используемой в кабелях для передачи электроэнергии (например кабели с изоляцией из полиэтилена с межмолекулярными связями (ХЬРЕ)), напряжение в машине может быть увеличено до такого уровня, что эта машина может быть связана непосредственно с сетью электроснабжения без промежуточного трансформатора. Таким образом, повышающего трансформатора не требуется.When using high-voltage insulated electrical conductors in the stator winding, hereinafter referred to as cables, with permanent insulation, similar to those used in electric power transmission cables (for example, cables with PE insulation with intermolecular bonds (ХЬРЕ)), the voltage in the machine can be increased to such a level that this machine can be connected directly to the power supply network without an intermediate transformer. Therefore, a step-up transformer is not required.

В общем случае эта концепция подразумевает, что пазы в статоре, в которых размещаются кабели, являются более глубокими, чем требуется обычно (более толстая изоляция из-за более высокого напряжения и большего количества витков в обмотке). Это создает новые проблемы, связанные с собственными частотами механических колебаний в области зубцов между пазами статора. В статоре с глубокими пазами могут возникнуть разрушительные колебания в области воздушного зазора из-за резонанса с возмущающей силой, обычно электромагнитными силами с частотой 100 Гц для машины с номинальной выходной частотой 50 Гц.In general, this concept implies that the grooves in the stator in which cables are placed are deeper than usually required (thicker insulation due to higher voltage and more turns in the winding). This creates new problems associated with the natural frequencies of mechanical vibrations in the region of the teeth between the stator slots. In a deep slotted stator, destructive oscillations can occur in the air gap region due to resonance with a disturbing force, usually electromagnetic forces with a frequency of 100 Hz for a machine with a nominal output frequency of 50 Hz.

Целью настоящего изобретения является решение этой проблемы и, таким образом, предотвращение колебаний между зубцами статора. Эта цель достигается с помощью устройства, описанного в формуле изобретения.The aim of the present invention is to solve this problem and, thus, prevent oscillations between the stator teeth. This goal is achieved using the device described in the claims.

Ниже изобретение будет описано более подробно в связи с сопровождающими чертежами, где на фиг. 1 показано поперечное сечение изолированного электрического проводника, который используется согласно изобретению и в данном описании именуется кабелем;Below the invention will be described in more detail in connection with the accompanying drawings, where in FIG. 1 shows a cross section of an insulated electrical conductor that is used according to the invention and in this description is called a cable;

на фиг. 2 показан вид сектора сердечника статора в осевом направлении;in fig. 2 shows a view of the sector of the stator core in the axial direction;

на фиг. 3 и 4 показан вид в осевом направлении конца паза, расположенного в воздушном зазоре в сердечнике статора согласно двум вариантам выполнения изобретения;in fig. 3 and 4 show an axial view of the end of a groove located in an air gap in the stator core according to two embodiments of the invention;

на фиг. 5 показан вид в осевом направлении сектора сердечника статора согласно третьему варианту выполнения изобретения;in fig. 5 shows an axial view of a sector of a stator core according to a third embodiment of the invention;

на фиг. 6 показан вид в осевом направлении сектора сердечника статора согласно еще одному выполнению устройства согласно изобретению;in fig. 6 shows an axial view of a sector of the stator core according to another embodiment of the device according to the invention;

на фиг. 7 показано сечение в осевом направлении через часть статора, соответствующую изображенной на фиг. 6 и на фиг. 8 и 9 показан вид концевой части сердечника статора около воздушного зазора в радиальном и осевом направлении соответственно с частичным сечением.in fig. 7 shows a section in the axial direction through the part of the stator corresponding to that shown in FIG. 6 and in FIG. 8 and 9 show the end part of the stator core near the air gap in the radial and axial direction, respectively, with a partial section.

На фиг. 1 иллюстрируется поперечное сечение изолированного электрического проводника или кабеля 1 , используемого согласно настоящему изобретению. Кабель 1 включает проводник 2 с круглым поперечным сечением, состоящий из множества жил, выполненных, например, из меди. Этот проводник 2 расположен в середине кабеля 1 . Вокруг проводника 2 имеется первый полупроводящий слой 3. Вокруг первого полупроводящего слоя 3 имеется изолирующий слой 4, например из полиэтилена с межмолекулярными связями. Вокруг изолирующего слоя 4 имеется второй полупроводящий слой 5. Следовательно , в данном случае кабель не содержит внешней защитной оболочки, которая обычно окружает кабель для распределения электроэнергии.FIG. 1 illustrates a cross section of an insulated electrical conductor or cable 1 used in accordance with the present invention. Cable 1 includes a conductor 2 with a circular cross section consisting of a plurality of strands made, for example, of copper. This conductor 2 is located in the middle of cable 1. Around the conductor 2 there is a first semiconducting layer 3. Around the first semiconducting layer 3 there is an insulating layer 4, for example of polyethylene with intermolecular bonds. Around the insulating layer 4 there is a second semiconducting layer 5. Therefore, in this case, the cable does not contain an external protective sheath, which usually surrounds the cable for power distribution.

На фиг. 2 изображена часть пластины 6 статора, предназначенного для нового высоковольтного генератора переменного тока. Эти пластины статора 6 уложены одна на другую, формируя сердечник статора. Он является кольцевым и окружает ротор (не показан) с воздушным зазором 7. Пазы 8 для укладки кабеля идут сквозь статор в осевом направлении и являются более глубокими, чем в обычных машинах. Это обусловливает вышеупомянутые недостатки статора, имеющего низкие собственные частоты, и эти колебания легко возникают в зубцах 1 0 статора.FIG. 2 shows a portion of a stator plate 6 intended for a new high voltage alternator. These plates of the stator 6 are stacked on top of each other, forming the stator core. It is annular and surrounds a rotor (not shown) with an air gap 7. The grooves 8 for laying the cable go through the stator axially and are deeper than in conventional machines. This causes the aforementioned disadvantages of the stator, which has low natural frequencies, and these oscillations easily arise in the teeth of the stator 10.

Согласно фиг. 3, для решения этой проблемы предложено вставить в пространство паза 8 распорку или пазовый клин 11. Клин сделан из неэлектропроводящего материала, который является немагнитным, жестким и прочным, например, из усиленной стекловолокном пластмассы (эпоксидной пластмассы), и вытянут на полную длину статора в осевом направлении. Этот клин вставляют посредством силы, приложенной в радиальном направлении, как обозначено стрелкой 1 2, в процессе сборки, таким образом обеспечивая тангенциально жесткие связи между зубцами статора в воздушном зазоре вокруг всего статора. Эта жесткая связь повышает собственную частоту колебаний и обеспечивает значительное повышение жесткости каждого отдельного зуба и даже повышение жесткости на изгиб всего сердечника статора. Другое важное преимущество состоит в том, что тангенциальные электромагнитные силы в воздушном зазоре, создаваемые полюсами ротора, распределены более равномерно между зубцами.According to FIG. 3, to solve this problem, it was proposed to insert a spacer or a slot wedge 11 into the space of the groove 8. The wedge is made of non-conducting material that is non-magnetic, tough and durable, for example, fiberglass-reinforced plastic (epoxy plastic), and stretched to the full stator length axial direction. This wedge is inserted through a force applied in the radial direction, as indicated by the arrow 1 2, during the assembly process, thus providing tangentially tight connections between the stator teeth in the air gap around the entire stator. This rigid connection increases the natural frequency of oscillation and provides a significant increase in the rigidity of each individual tooth and even an increase in the bending rigidity of the entire stator core. Another important advantage is that the tangential electromagnetic forces in the air gap, created by the rotor poles, are distributed more evenly between the teeth.

Как можно видеть на фиг. 3, клин 11 не касается кабеля 1 и не действует на него с силой, направленной радиально - на чертеже показан ближайший кабель. Как понятно из фиг. 2, в отличие от обычных генераторов, пазы 8 выполнены в виде велосипедной цепи с углублениями для каждого кабеля 1 , который таким образом зафиксирован в радиальном направлении. В известных генераторах кабельные пазы имели постоянную ширину, и кабели были сжаты радиальной силой, обусловленной пазовым клином, который не давал никакой тангенциальной нагрузки. Таким образом, известные пазовые клинья выполняли совершенно другую функцию, по сравнению с пазовым клином 11, выполненным согласно настоящему изобретению, единственная функция которого заключается в создании тангенциального предварительного напряжения ΡΤΑΝ, которое обеспечивает достаточно жесткую и сильную связь между свободными концами зубцов статора.As can be seen in FIG. 3, the wedge 11 does not touch the cable 1 and does not act on it with a force directed radially - the closest cable is shown in the drawing. As is clear from FIG. 2, unlike conventional generators, the grooves 8 are made in the form of a bicycle chain with recesses for each cable 1, which is thus fixed in the radial direction. In known generators, the cable grooves had a constant width, and the cables were compressed by a radial force due to a slot wedge that did not give any tangential load. Thus, the known slot wedges perform an entirely different function compared with slot wedge 11, made according to the present invention, the only function of which is to create Ρ ΤΑΝ tangential prestress, which ensures a sufficiently rigid and strong connection between the free ends of the stator teeth.

На фиг. 4 показан другой вариант выполнения устройства согласно изобретению. Здесь клин 11 имеет обратную форму, также как и взаимодействующие с ним клиновидные по5 верхности на зубцах статора 10. Подвергаясь давлению, клин в этом случае выдавливается наружу, по направлению к воздушному зазору, а кабель 1 зафиксирован в радиальном направлении в самой внутренней области его гнезда. Так, можно использовать известную трубку, которая расширяется, будучи накачанной, между кабелем 1 и клином 11. Трубку 14 заполняют, например, жидким эпоксидным компаундом, который затвердевает под давлением. Такая трубка использовалась ранее в обычных генераторах для прижима проводников, формирующих обмотку, в пазе в направлении наружу к основанию паза, то есть, для функции, которая в настоящем случае совершенно не нужна.FIG. 4 shows another embodiment of the device according to the invention. Here, wedge 11 has the opposite shape, as well as wedge-shaped surfaces interacting with it on stator teeth 10. Under pressure, the wedge in this case is squeezed out towards the air gap, and cable 1 is fixed in the radial direction in the innermost area of its socket . Thus, a known tube can be used, which expands, being pumped, between cable 1 and wedge 11. Fill tube 14, for example, with a liquid epoxy compound, which solidifies under pressure. Such a tube was previously used in conventional generators to clamp the conductors forming the winding in the groove in the direction outward to the base of the groove, that is, for a function that is absolutely not needed in the present case.

Третий вариант выполнения изобретения показан на фиг. 5. Здесь тангенциальное сжатие между зубцами статора достигнуто с помощью клиньев 11 за счет силы Р натяжения, приложенной к сердечнику 1 5 статора посредством внешних конструкций в виде стяжек, шнуров 16 или внешнего корпуса 17 статора. Статор, состоящий из сегментов, соединяют вместе при заключительной сборке так, что когда сила натяжения действует на внешнюю конструкцию, возникает противодействующая сжимающая сила в зубцах статора и клиньях в воздушном зазоре.A third embodiment of the invention is shown in FIG. 5. Here tangential compression between the stator teeth is achieved by means of wedges 11 due to the tension force P applied to the stator core 1 5 by means of external structures in the form of ties, cords 16 or the outer stator body 17. A stator consisting of segments is joined together in the final assembly so that when the tension force acts on the external structure, an opposing compressive force arises in the stator teeth and wedges in the air gap.

Как описано выше, на фиг. 3 и 4 распорки 11 имеют форму клина. Однако они могут также иметь параллельные грани, если тангенциальная жесткая связь достигнута в соответствии с фиг.As described above, in FIG. 3 and 4 spacers 11 are wedge-shaped. However, they may also have parallel faces if a tangential rigid connection is achieved in accordance with FIG.

5.five.

Между распорками 11 и зубцами 10 статора могут быть выполнены клеевые соединения либо в качестве единственных фиксирующих средств, либо до фиксации посредством тангенциального сжатия.Glue joints can be made between the struts 11 and the teeth 10 of the stator, either as the only locking means or before fixing by tangential compression.

На фиг. 6-9 иллюстрируется, как пазовые клинья, выполненные согласно изобретению, могут использоваться также для достижения сжимающего предварительного напряжения в сердечнике 15 статора. Нажимные пальцы 18 установлены с каждой стороны сердечника 15, прямо напротив зубцов 1 0 статора, действуя как передающее усилие устройство для преобразования силы натяжения в клиньях 11 в равномерно распределенную сжимающую силу в сердечнике 15 статора. Для достижения этого концы клиньев соединены вместе посредством поперечин 19, которые взаимодействуют с нажимными пальцами 18. В показанном варианте выполнения поперечины 1 9 соединены с клиньями 11 посредством штырей 20, способных скользить в поперечинах 19, которые нагружены снаружи пружиной 21 сжатия. Один конец нажимных пальцев 18 захвачен ниже поперечины 19, позволяя ему осуществить нагрузку поперечины и, таким образом, клиньев, в направлении наружу от пластинчатого сердечника 15. Другой конец нажимных пальцев 1 8 зажат между двумя устройствами 22 и 23, соединенными с корпусом 17 статора.FIG. 6-9 illustrates how slot wedges made according to the invention can also be used to achieve a compressive prestress in the stator core 15. The pressure pins 18 are mounted on each side of the core 15, directly opposite the teeth of the stator 10, acting as a force transmitting device for converting the tension force in the wedges 11 into a uniformly distributed compressive force in the stator core 15. To achieve this, the ends of the wedges are connected together by means of crossbars 19, which interact with the pressure fingers 18. In the shown embodiment, crossmembers 1 9 are connected to the wedges 11 by means of pins 20 capable of sliding in crossbars 19, which are loaded from outside by compression spring 21. One end of the pressure pins 18 is captured below the cross member 19, allowing it to carry out the load of the cross member and thus the wedges in the outward direction from the lamellar core 15. The other end of the pressure pins 1 8 is clamped between two devices 22 and 23 connected to the stator housing 17.

Как показано в правых частях фиг. 8 и 9, сила натяжения в клине 11 может быть преобразована в сжимающую силу в сердечнике 1 5 статора не посредством поперечин 19, а посредством гаек 24, взаимодействующих с винтовой резьбой 25 на концах клиньев 11. Сжимающая сила от гаек 24 передается в сердечник 1 5 статора через пластины 26, например, из слоистого стекловолокна.As shown in the right parts of FIG. 8 and 9, the tension force in the wedge 11 can be transformed into a compressive force in the stator core 1 5 not by means of crossbars 19, but by means of nuts 24 interacting with a screw thread 25 at the ends of the wedges 11. The compressive force from the nuts 24 is transmitted to the core 1 5 the stator through the plate 26, for example, of laminated fiberglass.

Как показано на фиг. 6-9, пазовые клинья, используемые для установки зубцов статора в тангенциальном направлении, используются также как стяжки для достижения необходимого сжимающего усилия в сердечнике статора.As shown in FIG. 6-9, the slot wedges used to install the stator teeth in the tangential direction are also used as screeds to achieve the required compressive force in the stator core.

Изобретение применимо также к другим электрическим машинам, например к машинам с двойным возбуждением, устройствам для использования в каскадах асинхронного статического токового преобразователя, машинам с внешним полюсом и машинам с синхронным потоком, в частности, если их обмотки выполнены из изолированного электрического проводника, описанного выше и работающего предпочтительно в диапазоне напряжения 36800 кВ.The invention is also applicable to other electric machines, for example, double excitation machines, devices for use in cascades of an asynchronous static current converter, machines with an external pole and machines with synchronous flow, in particular, if their windings are made of insulated electrical conductor described above and operating preferably in the voltage range of 36,800 kV.

Claims (21)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Устройство для повышения механической жесткости и собственной частоты колебаний статора во вращающейся электрической машине, в статоре которой имеются зубцы (10) между пазами (8), куда помещается обмотка, причем свободные концы указанных зубцов расположены в воздушном зазоре (7) между статором и ротором, при этом обмотка включает высоковольтный кабель (1), а в каждом промежутке между свободными концами соседних зубцов (10) статора установлена повышающая жесткость распорка (11) для фиксации указанных концов в тангенциальном направлении.1. A device for increasing the mechanical stiffness and natural frequency of oscillations of the stator in a rotating electric machine, in the stator of which there are teeth (10) between the grooves (8) where the winding is placed, and the free ends of these teeth are located in the air gap (7) between the stator and the rotor, while the winding includes a high-voltage cable (1), and in each gap between the free ends of adjacent teeth (10) of the stator is installed increasing the stiffness of the spacer (11) for fixing these ends in the tangential direction. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что распорка содержит клин (11).2. The device according to claim 1, characterized in that the spacer contains a wedge (11). 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что поверхности клина сходятся в наружном направлении к концам зубцов (10) статора, соединенным друг с другом, причем клин (11) установлен так, чтобы во время сборки подвергаться действию радиальной направленной наружу силы.3. The device according to claim 2, characterized in that the surfaces of the wedge converge outwardly to the ends of the stator teeth (10) connected to each other, the wedge (11) being installed so that it is exposed to a radial outward force during assembly. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что поверхности клина расходятся в наружном направлении к концам зубцов (10) статора, соединенным друг с другом, а между клином (11) и кабелем (1 ) обмотки, ближайшим к пазу (8) и закрепленным в гнезде в пазу (8), установлены средства (1 4) расширения.4. The device according to claim 2, characterized in that the wedge surfaces diverge outward to the ends of the stator teeth (10) connected to each other, and between the wedge (11) and the winding cable (1) closest to the groove (8) and fixed in the slot in the groove (8), expansion means (1 4) are installed. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что средства расширения содержат трубку (14), которая заполнена жидким компаундом, напри7 мер эпоксидной пластмассой, затвердевающим под давлением.5. The device according to claim 4, characterized in that the expansion means comprise a tube (14) that is filled with a liquid compound, for example, epoxy plastic, which hardens under pressure. 6. Устройство по одному из пп.1-5, отличающееся тем, что между распорками (11) и зубцами (10) статора имеются клеевые соединения.6. The device according to one of claims 1 to 5, characterized in that between the spacers (11) and the teeth (10) of the stator there are adhesive joints. 7. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что во внешнем корпусе (17) статора имеется пружинная деталь (16) для тангенциального сжатия внешней части сердечника (15) статора и создания тангенциальной противодействующей силы в поверхностях распорок на свободных концах зубцов (10) статора.7. The device according to claim 1 or 2, characterized in that in the outer case (17) of the stator there is a spring part (16) for tangential compression of the outer part of the core (15) of the stator and create a tangential opposing force in the surfaces of the spacers at the free ends of the teeth ( 10) the stator. 8. Устройство по одному из пп.1-7, отличающееся тем, что распорки (11) вытянуты на всю длину статора и выполнены в виде стяжек, создающих предварительное напряжение в сердечнике (1 5) статора.8. The device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the spacers (11) are elongated along the entire length of the stator and are made in the form of couplers that create prestress in the stator core (1 5). 9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что между распорками (11 ) и внешней окружностью статора установлено передающее усилие устройство (18), которое преобразует силы натяжения в распорках (11 ) в сжимающую силу в сердечнике (1 5) статора.9. The device according to claim 8, characterized in that between the spacers (11) and the outer circumference of the stator, a force transmitting device (18) is installed, which converts the tensile forces in the spacers (11) into the compressive force in the stator core (1 5). I 0. Устройство по п.9, отличающееся тем, что концы распорок (11) соединены посредством поперечин (19), а передающее усилие устройство содержит нажимные пальцы (18), проходящие радиально с каждой стороны сердечника (15) статора прямо напротив зубцов (I 0. The device according to claim 9, characterized in that the ends of the spacers (11) are connected by means of crossbars (19), and the transmitting force of the device contains push fingers (18) extending radially from each side of the stator core (15) directly opposite the teeth ( 10) статора, причем внутренние концы указанных пальцев проходят внутри поперечин (19), а внешние концы давят на сердечник (1 5) посредством прижимного устройства (22, 23) на корпусе (1 7) статора.10) the stator, the inner ends of these fingers passing inside the cross-members (19), and the outer ends press on the core (1 5) by means of a clamping device (22, 23) on the housing (1 7) of the stator. II . Устройство по п. 9, отличающееся тем, что на концах распорок (II. The device according to claim 9, characterized in that at the ends of the struts ( 11) имеется винтовая резьба (25) для соединения с гайкой (24) для передачи сжимающего усилия через пластину (26) к зубцам (1 0) статора.11) there is a screw thread (25) for connection with a nut (24) for transmitting compressive force through the plate (26) to the teeth (1 0) of the stator. 12. Вращающаяся электрическая машина, имеющая устройство по одному из пп.1-11 для повышения собственной частоты колебаний статора.12. A rotating electric machine having a device according to one of claims 1 to 11 for increasing the natural frequency of the stator. 1 3. Вращающаяся электрическая машина по п.12, отличающаяся тем, что обмотка включает, по меньшей мере, один токонесущий проводник (2), вокруг указанного проводника (2) имеется первый слой (3) с полупроводящими свойствами, вокруг указанного первого слоя (3) имеется твердый изолирующий слой (4), а вокруг указанного изолирующего слоя (4) имеется второй слой (5) с полупроводящими свойствами.1 3. A rotating electric machine according to claim 12, characterized in that the winding includes at least one current-carrying conductor (2), around said conductor (2) there is a first layer (3) with semiconducting properties, around said first layer ( 3) there is a solid insulating layer (4), and around the specified insulating layer (4) there is a second layer (5) with semiconducting properties. 1 4. Вращающаяся электрическая машина по п.13, отличающаяся тем, что потенциал указанного первого слоя (3) по существу равен потенциалу проводника (2).1 4. A rotating electric machine according to claim 13, characterized in that the potential of said first layer (3) is substantially equal to the potential of a conductor (2). 1 5. Вращающаяся электрическая машина по п.13 или 14, отличающаяся тем, что указанный второй слой (5) выполнен так, чтобы образовывать по существу эквипотенциальную поверхность, окружающую указанный проводник (2).1 5. A rotating electric machine according to claim 13 or 14, characterized in that said second layer (5) is configured to form a substantially equipotential surface surrounding said conductor (2). 1 6. Вращающаяся электрическая машина по п.15, отличающаяся тем, что на указанный второй слой (5) подан заданный потенциал.1 6. A rotating electric machine according to claim 15, characterized in that a predetermined potential is applied to said second layer (5). 1 7. Вращающаяся электрическая машина по п.16, отличающаяся тем, что указанный заданный потенциал является потенциалом земли.1 7. The rotating electric machine according to clause 16, characterized in that the specified predetermined potential is the potential of the earth. 1 8. Вращающаяся электрическая машина по одному из пп. 13-17, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, два соседних слоя имеют по существу равные коэффициенты теплового расширения.1 8. A rotating electric machine according to one of paragraphs. 13-17, characterized in that at least two adjacent layers have essentially equal coefficients of thermal expansion. 1 9. Вращающаяся электрическая машина по одному из пп.13-18, отличающаяся тем, что токонесущий проводник (2) включает множество жил, лишь меньшая часть которых не изолированы друг от друга.1 9. A rotating electric machine according to one of claims 13-18, characterized in that the current-carrying conductor (2) includes a plurality of cores, only a small part of which are not isolated from each other. 20. Вращающаяся электрическая машина по одному из пп. 13-19, отличающаяся тем, что каждый из указанных трех слоев неподвижно соединен с соседним слоем по существу по всей поверхности соединения.20. A rotating electric machine according to one of paragraphs. 13-19, characterized in that each of these three layers is fixedly connected to the adjacent layer essentially over the entire surface of the connection. 21 . Вращающаяся электрическая машина по одному из п.п. 13-20, отличающаяся тем, что указанный кабель (1) содержит также металлический экран и оболочку.21. A rotating electric machine according to one of claims 13-20, characterized in that the cable (1) also contains a metal screen and a sheath.
EA199801057A 1996-05-29 1997-05-27 A device in the stator of a rotating electric machine EA001098B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9602079A SE9602079D0 (en) 1996-05-29 1996-05-29 Rotating electric machines with magnetic circuit for high voltage and a method for manufacturing the same
SE9602083A SE9602083D0 (en) 1996-05-29 1996-05-29 Device at the stator in a rotating electric machine
PCT/SE1997/000904 WO1997045937A1 (en) 1996-05-29 1997-05-27 A device in the stator of a rotating electric machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA199801057A1 EA199801057A1 (en) 1999-08-26
EA001098B1 true EA001098B1 (en) 2000-10-30

Family

ID=26662641

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA199801057A EA001098B1 (en) 1996-05-29 1997-05-27 A device in the stator of a rotating electric machine

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP1016191A1 (en)
JP (1) JP2000512835A (en)
CN (1) CN1220050A (en)
AU (1) AU2989397A (en)
BR (1) BR9709613A (en)
CA (1) CA2255725A1 (en)
EA (1) EA001098B1 (en)
WO (1) WO1997045937A1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9735642B2 (en) 2012-01-26 2017-08-15 Continental Automotive Gmbh Rotor for a rotating electric machine
DE202012000842U1 (en) 2012-01-26 2012-02-03 Continental Automotive Gmbh Rotor for a rotating electric machine and electric motor
WO2013110652A1 (en) 2012-01-26 2013-08-01 Continental Automotive Gmbh Rotor for a rotating electric machine and rotating electric machine
DE102015211355A1 (en) * 2015-06-19 2016-12-22 Wobben Properties Gmbh Forming coil, winding structure and stator of a generator of a wind turbine and method for producing a stator
KR102485025B1 (en) * 2015-09-14 2023-01-05 엘지이노텍 주식회사 Integrated cable and motor assembly including the same
CN113519117B (en) * 2019-03-08 2023-11-21 三菱电机株式会社 Method for inspecting rotating electric machine, and system for inspecting rotating electric machine

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3158770A (en) * 1960-12-14 1964-11-24 Gen Electric Armature bar vibration damping arrangement
US3444407A (en) * 1966-07-20 1969-05-13 Gen Electric Rigid conductor bars in dynamoelectric machine slots
US3437858A (en) * 1966-11-17 1969-04-08 Glastic Corp Slot wedge for electric motors or generators
SE371348B (en) * 1973-03-22 1974-11-11 Asea Ab
AT338915B (en) * 1975-02-18 1977-09-26 Dukshtau Alexandr Antonovich STAND FOR ELECTRIC MACHINERY
US4200818A (en) * 1978-08-01 1980-04-29 Westinghouse Electric Corp. Resin impregnated aromatic polyamide covered glass based slot wedge for large dynamoelectric machines
US4425521A (en) * 1982-06-03 1984-01-10 General Electric Company Magnetic slot wedge with low average permeability and high mechanical strength
US5036165A (en) * 1984-08-23 1991-07-30 General Electric Co. Semi-conducting layer for insulated electrical conductors
DE4233558C2 (en) * 1992-09-30 1995-07-20 Siemens Ag Electrical machine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000512835A (en) 2000-09-26
EA199801057A1 (en) 1999-08-26
WO1997045937A1 (en) 1997-12-04
CA2255725A1 (en) 1997-12-04
CN1220050A (en) 1999-06-16
BR9709613A (en) 1999-08-10
EP1016191A1 (en) 2000-07-05
AU2989397A (en) 1998-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4278905A (en) Apparatus for supporting a stator winding in a superconductive generator
AU718707B2 (en) Insulated conductor for high-voltage windings and a method of manufacturing the same
CZ388298A3 (en) Rotary electric machine for high voltage with magnetic circuit and process for producing thereof
US6972505B1 (en) Rotating electrical machine having high-voltage stator winding and elongated support devices supporting the winding and method for manufacturing the same
AU718628B2 (en) Insulated conductor for high-voltage windings
EA001098B1 (en) A device in the stator of a rotating electric machine
US20020125788A1 (en) Axial cooling tubes provided with clamping means
US20020047440A1 (en) Rotating electrical machine comprising high-voltage stator winding and spring-device supporting the winding and method for manufacturing such machine
US20020047441A1 (en) Rotating electrical machine with high-voltage winding and cast compound supporting the winding and method for manufacturing the same
CA2261638A1 (en) Rotary electric machine with radial cooling
EP1034607B1 (en) Insulated conductor for high-voltage machine windings
EP1016188A1 (en) Rotating electrical machine comprising high-voltage winding and elastic bodies supporting the winding and method for manufacturing such machine
CA2276349A1 (en) A winding provided with spacers
WO1997045929A2 (en) Earthing device and rotating electric machine including the device
AU718709B2 (en) A device in the stator of a rotating electric machine
WO1997045936A1 (en) Rotating electrical machine comprising high-voltage stator winding and radially extending support devices mounted in radially extending recesses in the stator slots and method for manufacturing such machine
US20020153800A1 (en) Device in the stator of a rotating electric machine and such a machine
WO2002093589A1 (en) Electric cable

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): RU