RU4639U1 - Ротор турбогенератора с непосредственным газовым охлаждением - Google Patents

Abstract

Ротор турбогенератора с непосредственным газовым охлаждением, содержащий катушечную обмотку, в газовой части которой профрезерованы два ряда наклонных боковых каналов, сообщающихся с зазором и сгруппированных в секции входящего и выходящего охлаждающего газа, отличающийся тем, что число упомянутых секций выполнено минимально возможным, одна центральная - для входящего газа и две смежных с ней - для выходящего, а части обмотки в пазу между секциями выходящего газа и торцами сердечника ротора снабжены аксиальными каналами.

Description

Полезная модель ofBocHToa к ддвЕхромашиностро@н1Ш ж может быть использована в pofopaz сшхронщнк неявнополюсных злектрическах мапшн, преимуществеш© в роторах турбогенераторов с газовнн охлаждением.

Непосредствеш&е газовое охлаждение обмоток роторов современных турбогене|)а1©р©в сонражен© е ©вределеннывш трудностями в зависимости от ввбрашеЛ схеш ехладдения.

Так, при 1шшддевии обмотЕЖ с в жощью длинвшх акеиадьвнх каналов существевЕая зеравномерзоеть теишератур по ipiHHe витков является серьёзнш нед@@татк©н. Этб недостаток сведея к минимуму при охлаждении ©бм@тки ротора е вшевсью наклонных каналов с распределенным ао доне бочки вшуекем и выпуском в зазоре. Но при этом нео 1хедп1д@ть примевежия заборников и дефлекторов, выступащих над в@ е|асв@етьф ретера, в случае использования воздуха в качестве ехшдшщ@го газа делает механические потери трения бочки о газ недожуетимо вмеекгаш.

Известен povep турбогеиерате|&| дз охлаждающий газ из подбандажного проетраветва поотугае в вородольнне вроводвики об мотки вблизи торщ б@1кв ротора твтвляясь в лобовую и пазовую части. С Турбогеве атерш Расчет я конструкция. Титов 1«В, 1уторецкий Г.М, и др. Эвергяя, Жевишрадекое отделение, 1967, с.93) Из лобовой части газ вабраеа етбя в зазор через каналы в больших зубцах ротора, из шазовой чаетж - в зазор в середине бочки. Раздача газа у торда бочки веекод&ко уменьшает длину аксиальных пазовмх кашлов и подогрев в них газа но при этом не устраняется HeoSxojREHiooi оозяашкя ввдокого напора в си@теме вентиляции. Кроме того, ©оередоточеВвн в середине выброс горячего

газа из обмотки ротора ухудшает охлазкдение обмотки и сердечника статора.

Наиболее близкшл техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является ротор с многоструйной системой непосредственного охлаждения обмотки с помощью наклонных каналов с забором и выбросом газа в зазоре, работающий на принципе самовентиляции за счет системы заборников и дефлекторов, представлящих собой наклонные отверстия в пазовых клиньях, расположенные против и по направлению вращения ротора.. При этш верхняя плоскость пазовых клиньев выполняется наклонной с выступающими над поверхностью бочки козырьками. (Турбогенераторы. Расчет и конструкция. ТитовВ.В., ХуторецкийГ.М. и др. Энергия, Ленинградское отделение, 1967, с.S3). Эта система охлаждения предполагает устройство выступающих козырьков по всей длине ротора, что является источником повышенных потерь трения бочки в зазоре, особенно при использовании для охлаждения воздуха.

Задачей предлагаемого решения является снижение уровня механических потерь трения бочки об охлаждающий газ при обеспечении равномерного охлаждения обмотки ротора по длине.

Задача решается следующим образом.

В роторе турбогенератора с непосредственным газовым охлаждением, содержащем катушечную обмотку, в пазовой части которой профрезерованы два ряда наклонных боковых каналов, сообщающихся с зазором и сгруппированных в секции входящего и выходящего охлаждающего газа, число упомянутых секций выполнено минимально возможным, одна центральная - для входящего газа и две смежных с ней - для выходящего, а части обмотки в пазу секциями выходящего газа и торцами сердечника ротора снабйсены аксиальными каналами.

MfO/r Y 2.

пространства у самых торцов бочки, что позволяет выбрать длину этих каналов так, чтобы G одной стороны подогрев газа в нйх был невелик для выравнивания температур по длш1е обмотки, а с другой оставшаяся средняя часть обмотки в пазу могла быть охлаждена с помощью минимального количества наклонных боковых каналов, что позволяет сгруппировать из них только одну, расположенную по центру, секцию для забора газа и две секции ваброса газа по обе стороны от центральной. Использование же выступающих над поверхностью ротора козырьков только дяя забора газа, т.е. в одной центральной секции, позволит иметь минимальные потери трения бочки о воздух, что важно при применении воздуха в качестве охлаждающего газа.

На фиг.1 схематически показан продольный разрез половины ротора турбогенератора, на фиг,2 - поперечные разрезы по А-А, В-В и С-С.

В пазах сердечника ротора I (фиг.1) уложена обмотка возбуждения 2, удерживаемая клиньями 3 и бандажами 4.

В средней части обмотки выполнены наклонные каналы 6 и 7, выфрезерованные на боковых поверхностях катушки в пазу, наклоненные к оси ротора в разные стороны на этих поверхностях, сообщающиеся между собой через каналы 6 на дне паза (фиг.2). Через отверстия 7 и 8 в клиньях 2 и 3 и подклиновой изоляции 5 наклонные каналы имеют связь с воздушным зазором, В центральной секции забора охлаждающего газа (сечение C-G) клинья 3 имеют выступащие над поверхностью бочки козырьки, входные отверстия 7 в этих клиньях ориентированы против направления вращения ротора. 1 секциях выброса газа (сечения В-В) клинья 2 имеют гладкую поверхность, выходные отверстия в них направлены параллельно оси паза. Аксиальные каналы 5 в концах пазовой части обмотки (фиг,1) через входные отверстия 8 сообщаются с подбандажным пространством, а через наклонные боковые каналы 9 с воздушным зазором, ти каналы 9 выполнены в секциях выброса газа подобно наклонным каналам, выводящим газ из центральной секции

(см, сечения В-В),

На фиг.2 показано поперечное сечение паза в зоне аксиальных каналов А-А. Аксиальный канал 9 выполняется в средней части двух элементарных проводников, составляюощх эффективный проводник. Клин I и изоляционные прокладки 4 и 10 не имеют никаких отверстий.

При вращении ротора движение охлаждавдего газа в наклонных каналах средней части обмотки осуществляется за счет самовентиляции. Из зазора газ захватывается заборниками центральной секции, проходит по наклонным каналам на одной стороне катушки, разворачивается на дне.паза и по каналам другой стороны катушки выбрасывается в зазор в двух секциях выброса газа. Одновременно под действием вентиляторов с двух сторон газ поступает в подбандажное пространство и через входные отверстия у торцов бочки поступает в аксиальные каналы пазовой части обмотки. Из аксиальных каналов подогретый газ выбрасывается в зазор через наклонные каналы в двух секциях выброса газа в средней части бочки.

В зависимости от электромагнитной нагрузки обмотки возбуждения и необходимой интенсивности охлаждения можно менять количество и шаг наклонных каналов в секциях, а следовательно длину аксиальных каналов, тем самым регулируя распределение температур;. вдоль обмотки, Можно влиять также на величину механических потерь трения бочки о газ, так как количество выступащих в зазор заборников равно количеству каналов в центральной секции.

Claims (1)

1. Ротор турбогенератора с непосредственным газовым охлаждением, содержащий катушечную обмотку, в газовой части которой профрезерованы два ряда наклонных боковых каналов, сообщающихся с зазором и сгруппированных в секции входящего и выходящего охлаждающего газа, отличающийся тем, что число упомянутых секций выполнено минимально возможным, одна центральная - для входящего газа и две смежных с ней - для выходящего, а части обмотки в пазу между секциями выходящего газа и торцами сердечника ротора снабжены аксиальными каналами.