RU1781773C - Ротор электрической машины - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : обмотка каждого полюса ротора охватывает большой зуб и состоит из отдельных катушек (1), с параллельным жидкостным охлаждением. Верхние выводы катушек (4,5) расположены по разные стороны оси большого зуба (7), а нижние - в секторе большого зуба (7), Переход витков (8) выполнен вблизи от верхнего вывода. Выводы нижних катушек (6) выполнены перекрывающимис . В качестве межполюсных соединений использованы перемычки (9). 5 ил.

Description

Изобретение относитс  к электромашиностроению , в частности к конструкци м турбогенератора с применением непосредственного жидкостного (вод ного) охлаждени  обмоток возбуждени .

Известен ротор турбогенератора, обмотка которого с внутрипроводниковым жидкостным охлаждением выполнена из р да концентрических катушек с намоткой од- ного направлени , соединенных электрически последовательно между собой . Выводы концов направлены аксиально за пределы лобовой части. Нижние концы катушек размещены в зоне вывода верхних концов. Выбор варианта выводов определ етс  в основном схемой и конструкцией междуполюсного соединени  и токопрово- дов к контактным кольцам. Электрическое последовательное соединение катушек осуществлено от средней катушки и выполнено поочередным соединением больших и малых катушек в пор дке удалени  от средней катушки с выводами обмотки от первой и средней катушек. Недостатком конструкции

 вл етс  то, что нижние и верхние концы катушек выведены аксиально с одной стороны по отношению к большому зубу, т.е. уменьшено место дл  размещени  гидравлических соединений.

За прототип выбран ротор электрической машины, содержащий сердечник с пазами . Обмотка каждого полюса охватывает большой зуб ротора и состоит из отдельных разделенных по высоте паза и концентрически намотанных катушек с параллельным жидкостным охлаждением и выводами, вынесенными за пределы лобовой части обмотки . Переходы от витка к витку размещены на тангенциальном участке лобовой части, и все проводники нижних катушек смещены в зоне аксиального вылета лобовых частей на высоту одного изолированного проводника на стороне нижнего вывода, и верхние выводы верхних и средних катушек выведены за пределы лобовой части на уровне расположени  соответствующих проводников в пазу.

(Л

С

XJ 00

VJ

XI

со

Схема позвол ет осуществить параллельно жидкостное охлаждение каждой полукатушки самым экономичным способом .

Недостаток - невозможность осуществлени  дробного параллельного жидкостного охлаждени , что сказываетс  на эффективности охлаждени  м надежности в целом электрической машины, в частности турбогенератора.

Целью предполагаемого изобретени   вл етс  повышение надежности электрической машины и улучшение охлаждени  обмотки.

Поставленна  цель достигаетс  за счет того, что в роторе электрической машины, содержащем сердечник с пазами, обмотка каждого полюса охватывает большой зуб ротора и состоит из отдельных разделенных по высоте паза и концентрически намотанных катушек с параллельным жидкостным охлаждением и выводами, вынесенными за пределы лобовой обмотки, переходы от витка к витку размещены на тангенциальном участке лобовой части и все проводники нижних катушек смещены в зоне аксиального вылета лобовых частей на высоту одного изолированного проводника на стороне нижнего вывода, и верхние выводы верхних и Средних катушек выведены за пределы лобовой части на уровне расположени  соответствующих проводников в пазу, новым  вл етс  то, что все нижние выводы верхней и средней катушек выведены в своем кольцевом р ду в зоне большого зуба ротора, катушки с гидравлически отдельными цеп ми охлаждени  соединены электрически последовательно и поочередно по высоте паза, при этом выводы катушек каждого сло  соединены с выводами катушек нижележащего сло , переходы в верхних и среднихкатушкахрасположены непосредственно у своих верхних выводов, а часть верхних выводов верхней катушки в лобовой части смещена на одно пазовое деление со смещением соответствующих выводов нижней катушки к большому зубу на одно пазовое деление при рассто нии между соседними выводами в лобовой части , равном пазбв ому делению р отора.

За вленна  совокупность признаков  вл етс  новый и сообщает объекту новое свойство, заключающеес  в уменьшении длины цепи охлаждени , что в свою очередь дает повышение гидравлического давлени . Тем самым повышаетс  эффективность охлаждени  и надежность электрической машины . Тем самым констатируетс  существенность отличий, обоснованна  наличием дополнительного эффекта, выраженного в улучшении охлаждени  обмотки .

На фиг.1 представлена схема охлаждени  обмотки возбуждени  одного полюса;

на фиг.2 - вид с торца лобовой части; на фиг.3,4 5 - продольные разрезы по выводам лобовой части.

Ротор электрической машины имеет схему обмотки возбуждени  условно пред0 ставленную из п ти концентрически намотанных катушек 1 на полюс 2, кажда  из которых уложена едва пазаЗ, симметрично расположенных относительно большого зуба ротора.

5 Кажда  катушка 1 подразделена по вы- срте на три кольцевых сло  меньших катушек (дробные катушки), в каждой из которых имеет по два витка - верхние катушки (Кв), средние катушки (Кс), нижние катушки (Кн),

0 изображенные каждый слой в отдельности 4, 5, 6 соответственно. Кажда  катушка в слое имеет свои верхние (В) и нижние (Н) выводы.j

Концы (выводы) катушек 1 между сло 5 ми соедин ютс  электрически последовательно , гидравлические концы катушек соединены параллельно, осуществл   жидкостное охлаждение каждой трети катушки .

0 Верхние выводы катушек 4, 5 (Кв и Кс), занимающих в верхнем и среднем кольцевом слое в лобовой части в радиальном направлении высоту двух изолированных проводников, расположены по разные сто5 роны от оси большого зуба 7 и выведены за торец лобовой части, как пр мое продолжение проводников в пазу, а нижние выводы катушек4,5 (Кв и Кс) в секторе большого зуба 7, причем переход витков 8 в слое выполнен

0 в непосредственной близости от верхнего вывода, а выводы нижних катушек 6 (Кн), занимающих в нижнем слое в лобовой части в радиальном направлении высоту трех изолированных проводников, выполнены пере5 крещивающимис  и выведены со стороны, противоположной размещению первого и последнего проводников в пазу, при этом направление намотки витков катушек 4,5, б (Кв, Кс, Кн) чередуютс , если за начало счи0 тать одноименные выводы верхние или нижние .

За начало электрической схемы можно прин ть любой вывод лобового сло  катушек , место начала однозначно определит

5 место конца электрической схемы.

По технологическим причинам дл  предложенной схемы обмотки возбуждени  удобно использовать межполюсное соединение состо щее из двух гибких перемычек 9 (МП), соедин ющих параллельно р дом

размещенные крайние витки внешних катушек обоих полюсов.

Предложенна  схема выполнена следующим образом.

Начало электрической схемы - нижний вывод НнО нижней средней третьей КнЗ катушки 6, присоедин емый к контактному кольцу 10 (Кк), конец - верхний вывод ВВ15 верхней самой большой п той Кв5 катушки 4 электрически соединенный с аналогичной катушкой другого полюса, с помощью межполюсных перемычек 9 (МП).

Как видно из схемы поочередно соединены выводы Вн1 катушки КнЗ с выводом ВС1 катушки КсЗ, НС2 - НВ2, ВВ3, - НС3, ВН4 - ВС4 и т.д.... НС14 - Н„14, ВВ15 соединен с выводами второго полюса перемычками 9 (МП).

Конструктивное расположение выводов катушек, а также переходов 11 в верхних катушках и переходов 12 в средних катушках и межкатушечных перемычек 13, 14 15 изображены на фиг.2.

В прин той схеме обмотки возбуждени  шаг по выводам равен шагу по пазам ротора. В соответствии с прин той нумерацией выводов и расположени  начала и конца электрической схемы и с целью упрощени  технологии вывод Нн9 расположен в радиальной плоскости вывода ВВ9 и соединен радиальной межкатушечной перемычкой 13. Последующие нижние выводы нижней катушки 6 расположены со смещением на пазовое деление ротора. Верхние выводы ВВ6 и ВВ12 по выходу из паза смещены к оси большого зуба полюса на одно пазовое деление и расположены в соответствующей радиальной плоскости нижних выводов нижней катушки.

Нафиг.З изображен продольный разрез лобовой части по выводам ВВ12, НН12 и межкатушечной перемычке 13. Верхние 4 (Кв) и нижние катушки 6 (Кн) изолированы от средних катушек 5 изол цией 16 и 17. Позицией 18 обозначен ротор, обмотка возбуждени  которого укреплена бандажным кольцом 19.

На фиг.4 представлен продольный разрез по выводам НВ14, НС14 и межкатушечной перемычке 4. На разрезе обозначены расположение средних Кс и верхних катушек Кв.

На фиг.5 показан продольный разрез лобовой части по выводам ВС13, Вн13 и межкатушечному соединению 15.

На фиг.5 изображен отгиб 20 нижних катушек 6 (Кн) на вылете лобовой катушки КН1.

Дл  размещени  нижних выводов верхних 4 и средних 5 катушек в своем кольцевом слое в секторе большого зуба, переход витков катушек 11 и 12 в лобовой части осуществлен на тангенциальном участке, расположенном непосредственно у верхних

5 выводов верхних 4 и средних 5 катушек обмотки возбуждени . Переходы 11 и 12 в лобовой части занимают тангенциально по 2,5 пазовых делени  при числе витков катушки, равном двум. Одно пазовое деление в сек0 торе большого зуба использовано было дл  радиального размещени  межкатушечной перемычки 13 при соединении соответствующих выводов верхней 4 и нижней 5 катушек .

5 Таким образом, так как число нижних выводов верхней 4 и средней 5 катушек равно числу катушек на полюс, то дл  их размещени  в секторе большого зуба при шаге по выводам, равном шагу по пазам ротора,

0 можно предложить следующее соотношение:

Ж - Z2 , 2 ,, . Tp+Tp+Zb+Zn

5 где z - число пазовых делений ротора;

Z2 - число обмотанных пазов, равное

22 А Yi ,,

где -отношениечисла обмотанных пазов к числу пазовых делений ротора 0 2П - число пазовых делений на один полюс дл  осуществлени  перехода в лобовой части

гь - число пазовых делений дл  размещени  смещенных выводов обмотки в зону 5 большого зуба

р - число пар полюсов.

После преобразовани  получим, что

в-

0

5

0

5

15+2(zn+zb)p 22

Дл  примера прием следующие исходные данные

р 1, zjl 40, Zn 5, гь 1.

Получим, что Xz 0,556, г 72.

При работе электрической машины осуществл етс  дробное параллельное жидкостное охлаждение обмотки.

Технико-экономическа  эффективность за вл емого решени  заключаетс  в уменьшении длины цепи охлаждени , увеличении использовани  машины на 20%.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Ротор электрической машины, содержащий сердечник с пазами, обмотка каждого полюса охватывает большой зуб ротора и. состоит из отдельных разделенных по высоте паза и концентрически намотанных катушек с параллельным жидкостным охлаждением и выводами, вынесенными за

   пределы лобовой части обмотки, переходы от витка к витку размещены на тангенциальном участке лобовой части и все проводники нижних катушек смещены в зоне аксиального вылеталобовых частей на высоту одного изрлированнрго проводника на стороне нижнего.довода и верхние выводы верхних и средних катуШек выведены за пределы по&оэфй части на уровне расположени  соответствующих.проводников в гдазу, о т л и Ц а.ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  надежности и улучше- ни  охлаждени , всё нижние выводы верхней и средней катушек выведены в своем кольцевом р ду в зоне большого зуба рото0

   5

   ра, катушки с гидравлически отдельными цеп ми охлаждени  соединены электрически последовательно и поочередно по высоте паза, при этом выводы катушек каждого сло  соединены с выводами катушек нижележащего сло , переходы в верхних и средних катушках расположены непосредственно у своих верхних выводов, а часть верхних выводов верхней катушки в лобовой части сме- щена на одно пазовое деление со смещением соответствующих выводов нижней катушки к большому зубу на одно пазовое деление при рассто нии между соседними выводами в лобовой части, равном пазовому делению ротора.

   шн

   MJv bJufh

   11 Wf

   Щ MS. „ HH9 u Ml10

   XcS

   TO-UT

   8 $Jct ecaftsCfO

   /Л-ff ftf2Hc 4 Scl Set.

   -КнЗ

   -мг

   -Mf

   t/ff BttlBHtO 8M

   QJtizf

   сг rco г0W

   Фд.рд№Ы& 8 г

   Ш W ZWSSHW $н

   Ш «4 Mi № М1

   i$

   47

   Фиг k its MM Jl

   1$