SE428076B - Rotor for en turbogenerator - Google Patents

Description

101 15 20 25 50 eíøemaoeß svarande ledarpartier hos .andra kända :rotorer, - är förbundet med rotorlind- ningen via» ett 'fIexibeItaIedaIeI-ement. Detta; påkännes även av rörelser med reletivtlliten amplitud, men med hög frekvens, nämligen rörelser i huvudsak förorsakadeavaztböjningi nämnda-förstaaxelparti, dvs i detsxelpartisom 'ej -ärtanslutet till dendrivande .turbinem Det* har-visat -sig :mycket-svårt .att åstadkomma en tillräckligt pålitlig, flexibel." förbindelse mellanfrotorlindningen och dennas- strömtillförselsystem, 'oehuman har *oftafkunnatjpåvisahattntmettningsbrott här ägt 'rumi ovannämnda aflexiblaledarelement efter"någon1tids:drift. Vid-totalt avbrott uppstår en ' ljusbåge, som . lätt' resulterar ti skadlig' uppvärmning. av .lindningskapselrn vil- ket. i fsin ge »ett mycket allvarligt haveri .

Det firms ocksåiexempelipå attradiellasleâxzingskanaler i rotoraxeln -sgenom attautgöraf brottanvisningm: f -L har resulterat* i. axelbrott.

Genom attnnvända enzrotorkonstruktion .enligt ugpfinningezxanser. man sig kunna. undvika: ovannämnda ' olägenheter.

'Uppfinnjngenrskall ; i ï det .följande 'beskrivas underflzänvisning* till bifogade schematiskarritningar, figfl, '2, 3 och 4 Lmycket förenkladframställ- ning' visar, fyrafolika; utfüringsfomer -av enrrotorenligt .uppfinningerniïig 5 "vísaráfsidovyændèl iavdenipàfig Tvisade, rotorn, utan...rotorlindning och 'tillhörande lindningskapsel. Figv 6 visazvsammaxrotorfl-.i faïndvy vinkelrätt mot 'planetYI-YI' på, figfifmedanafigï-gvisar ett snitt längs VII-VII på. fig 1.

Figß visar 'enxdetålj avïden på. fig Tvisademotorn ifpartielltaaxialsnitt längs VIII-VIII på-.firgïawFig 9 visar ettjartiellt snitt längs" III-IX på 'fig§8, varvid en cylindrísk snittytaisomär 'koaxielluned luftgapaytan är utbredd i ett plan; Fig 10, 11 .och 12 visar varsittgpartiellt rotortvär- snitt. längs I-f-Xf respektiveXI-XI och 'XII-XII på' fig 18.

Figf5-12 refererar till en förstavariantflav den på. 'fíg 1ivisade rotorn.

Fig*7b'visar' en.a.ndra:variant^avadenna rotor-i snittlängs VII-VII på. fig 1.

"Påoritningazrna beteclnear1, 1 ', 1" 'och 1"' fyra. olíkeutföringsformer av en rotor enligiruppfinningen. fI samtliga. fall har rotorn en i- massivt stål ut- förtrotorkropp som innehåller ett i 'huvudsak cirkuïärejrlindriskt parti 2, 'vilket är försett med-ett fiertalïängs dess hela' längd -aaciellt förlöpande lindningsspår 5.'Ett första axelparti-i resp 4', 4", 4"' :och ett andra 10 15 20 25 8106100-4 axelparti 5, vilka utgör integrerade delar av nämnda rotorkropp, utgår från var sin ände av nämnda cylindriska parti, varvid nämnda andra axelparti är försett med en fläns 7 för anslutning till en turbin. Rotorns härvändar (ej visade) är vid varje roterande omslutna. av en lindningskapsel 6, som är fast- krympt på nämnda cylindriska parti.

I nedanstående text skall först den pâ fig 1, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 och 12 visade rotorn beskrivas närmare. Rotorn 1 får magoetiseringsström från ett med axelpartiet 4 mekaniskt förbundet (ej visat) mataraggregat, eller via släpringar anordnade på. detta axelparti. Magnetiseringsströmmen tillföres rotorlindningen via två tillförselledningar 8 och 9, som genomlöper hela axelpartiet 4 samt hela. det cylindrisks. rotorpartiet 2, och som är elektriskt anslutna till rotorlindningens, vid axelpartiet 5 befintliga härvändar. Till- förselledningazna 8 och 9 är anordnade i var sin i rotorkroppen borrad led-_ ningskanal 10 resp 11. Dessa är borrade på. var sin sida av en central ur- borrning 26, som innehåller en inloppsledning och en retur-ledning för kyl- vatten som strömmar genom rotorlindningens ledare (ej visade). De båda led- ningskanalema divergerar inbördes i riktning mot axelpartiet 5. Kanalernas projektioner i ett axielplan skär varandra under en vinkel på. minst 7°, före- trädesvis minst 100, när man föreställer sig axialplanet anordnat att ge maximal skärningsvinkel. Den del av rotorkroppens med lindningsspår för- sedda cylindriska parti 2, som genomlöps av ledningskanalerna 10 och 11 har en axiell utsträckning som företrädesvis utgör 20-70 % av spår-längden.

Rotorn 1 är försedd med tolv lindningsspår 13 samt med sex utjämningsspår 14, vilka på. känt sätt är anordnade i syfte att reducera skillnaden mellan olika tröghetsmoment hos rotortvärsnittet och därigenom undvika farliga resonans- frekvenser hos rotorn. Spåren 13 och 14 är utförda med en och samma spår- bredd och försedda med var sin spårkil som består av ett flertal axiellt efter varandra anordnade delkilar 15.

De borrade ledningskaxxalerna 10 och 11 utunynnar i var sitt av två diametralt eller nästan diametralt i förhållande till varandra belägna utjämningsspår 14, varvid tillförselledninganxa 8 och 9 fortsätter i var sitt utjämnings- spår ^5. Den i ett utjämningsspår befintliga delen av en tillförselledning är därvid längs en övervägande del av sin längd utformad på samma sätt som det i den borrade kanalen befintliga ledningspartiet, dvs med cirkulärt tvär- snitt med två, mellan två ledarhalvor fastklämda lcylvattenrör 16, och med ett omslutande isolerande skikt 17. Det cirkulära ledningspartiet är i spåret 14 fastklämt mellan en inre fyllnadskropp 18 och en yttre fyllnadskropp 19 '10 15 20 25 :B 119 Üliütílï-Å medhjälp »av ett i .och ,för sig känt tryckdon, som består av ett flattryckt metallrör _20 fyllt med gepoxiharts, som har fått stelna under ett tryck på. minst -100 bar. De 'båda 'fyllnadskroppaa-na 18 och 19 är utförda i massivt järn, '(8 favnagzxetiskt och 19 av omagrzetiskt järn. Fyra av de sex utjäm- ningsspåren '14 fläryå. konventionellt sätt-utfördamed oförändrat spårdjup .längs .hela .sxpårlängden och fyllda med fyllnadskroppar av järn. .De övriga ztvå, :var :sin tillförsellednizng» .innehållande utjämningsspåren är utförda med :redueeratspårdjup längs .en mindre .del 'av 'spårlängdem nämligen på. båda si- dor av 'denjumkt den :borrade ledningskanalenmynnar ut i spåret.

Vid den tände av det. spårade trotorpartiet 2, från vilken axelpartiet S utgår, fyllnadskrqpparna 18 'och 1-9 till :största delen ersatta med en fyllnad i fame-av eu; iameilpaiev 21 -bestaenae av etzïfienai i giaafibulaminat m- .fö.~da, elektriskt isolerande .1ame1ler, Isamt med ettekrxippe 22 av korta koppar- skenor avisaunnadimensionesom .de strömförande, i lindningsspåren liggande kopparskenorna, och tiïlförselledningen 8 har här ettgrektangulärt tvärsnitt ochnrxgefärsamma bredd .som dessa. Med hjälp av ett T-formigt anslutninge- organ 25 det Jnedrektaxzgczlärt tvärsnitt utformade jpartiet av strömtill- försellédningen .8 *axiellt utanför 'det spårade rotorpartiet hudrauliskt anslutettill tvåii rotorlindningen ingående, 'med varsin kylkanal försedda ledare 24 *resp 125. *Kylvattnets :genomströmningsriktningarär antydde. medfpi- .lar_på.fi_g 9. dStreck-pricklinjeníP-P 'anger_polmitten. Ledaren24 är aldrig *strömförandm utanhar endast .en rent 'hydraulisk uppgift. Ledaren25 utgör odeneena*änden.avxen 'spó1grupp, i vilken samtliga sex rotorspolar är serie- kopplademedvazcandra 'och anslutna till *strömtillförselledningarna 8 och 9, *varvid .tillförselledningenß är 'anordnadui ett av utjämningsspåren 14 och anslutenetill rotorlindningen på liknande sättsomtíllförselledzoingen 8.

Genom-att 'tilïförselledningarna/B .och 9 är fastpressade i lindningsspår på. samma .sätt somrotorlindningens axiellt förlöpande rdelar, kommer de att deltaga .i :rotorkroppenssvängningar påsamma sätt som dessa, varför dessa svängningar ricke medför nämnvärdarflxiktuerazxde defomationer i tillförsel- ledningarna e1ler.i de mellan “dessa och rctorlíndningen anordnade anslut- níngsorganen .23 .

Det^av..korta-kçpgarskenorgbeståendekniypet 22 kan ersättasfmed enfyll- hopp-av annan utformning, men det visade lcnippet anses ge bättre .resultat, eftersom man'med:hjälp .av knippet izppnåroförhållanden som har stor likhet ”med dersom gör sig gällande i ,ett lindningsspår. 10 15 20 25 30 55 81061004: Det framgår av fig 8 att den med rektangulärt tvärsnitt utformade och i lamellpaketet 21 anordnade delen av tillförselledningen 8 är utformad med en dubbelkrök. Det är också möjligt att med gott resultat utforma det i spåret befintliga ledningspartiet helt rakt.

Om man av någon orsak önskar utföra rotorn utan axiellt förlöpande utjäm- ningsspår, kan man - som visat på fig 7A - i stället för de ovan beskrivna i rotorkroppen borrade ledningskanalerna 10 och 11 använda borrade lednings- kanaler 10' och 11', vilka är ungefär lika långa som kanalerna 10 och 11 och utmynnar i var sitt lindningsspår 15, varvid de båda lindningsspåren företrä- desvis är diametralt anordnade i förhållande till varandra. Både i det på fig 7 och det på fig 7A visade fallet förlöper de borrade ledningskanalerna på sådant sätt att avståndet mellan dem har sitt minimivärde i den av ett rotor- lager omslutna delen av axelpartiet 4. Därigenom minskas risken för att magne- tiska flöden alstrade av tillförselledningarna genom induktion skall kunna ge upphov till nämnvärda elektriska strömmar i lagret.

Vid den på, fig 2 visade rotorn är tillförselledningarna 8' och 9' anordnade i borrade ledningskanaler, som förlöper genom hela axelpartiet 4' och hela det spårade rotorpartiet 2' . Detta innebär en komplikation, såtillvida att de borrade hålen därigenom blir mycket långa. Ä andra sidan är precisione- kraven lägre än vid den på fig 1 visade utföringsformen, eftersom den borrade ledningskanalen icke skall utmynna i ett spår.

Det på fig 3 visade utförandet skiljer sig från det på. fig 1 visade genom att de borrade ledningskanalernas projektioner i ett axialplan icke korsar varandra. På samma sätt skiljer den på fig 4 visade utföringsformen sig från den på fig 2 visade.

Förutom de på ritningarna visade utföringsfomerna omfattar uppfinningen även rotorer, hos vilka de i kanalerna 10 och 11 anordnade ledningarna, efter att ha utmynnat i var sitt axiellt förlöpande spår, förlöper i dessa i en riktning som är motsatt i förhållande till den på. fig 8 visade, varvid ledningarna anslutes till lindningen ungefär som visat på fig 8, men vid den rotorände där axelpartiet 4 utgår från rotorkroppens spårade parti.

För det fall att ledningskanalerna anordnas att utmynna i ett lindningsepår, t ex på. samma sätt som de på fig 7A visade kanalerna 10' och 11', kan de genom kanalerna förlöpande tillförselledningarna föras längs lindningsspå- ret i den ena eller andra riktningen och anslutas till lindningen på lik-

Claims (7)

B1ÜfíS1ÛÛ-I-r e nande sätt som den på fíg 8 visade tillförselledningen 8, eller kan till- förselledningarna anslutas till rotorlindningen i var sitt lindningsspår. Den i samband med fig 1, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 och 12 beskrivna rotorn är avsedd att kylas medelst direkt Vattenkylning. En rotor enligt uppfinningen kan lika väl vara utförd utan kylkanaler i lindningen. En rotor enligt uppfinningen utförs vanligtvis med minst tjugofyra lindnings- spår. PATENTKRAV

1. Rotor för en turbogenerator på. minst 20 MVA innehållande en i magne- tiskt material utfomad rotorkropp och en av denna. uppburen rotorlindning, under det att nämnda rotorkropp innehåller ett cirkuläroylindriskt parti (2; 2'; 2"; 2"'_) som är försett med ett flertal axiellt förlöpande lindnings- spår (15), samt att första (4; 4'; 4"; 4"') aan att andra (5) från var sin ände av nämnda cylindriska parti utgående axelparti, varvid tillförselled- ningar (8, 9; 58, 59; 8', 9') för generatorns magnetiseringaström är anord- nade i två. i nämnda rotorhopp (1; 1'; 1"; 1"')'borrade ledningskanaler, vilka genomlöper en övervägande del av nämnda första axelparti (4; 4'; 4"; 4"'), .k n n e t e o k n a d därav, att nërnde. ledningskenaler (10, , lOf, E'1') genomlöper åtminstone en del av nämndaflcylindrislca parti 2; 2'; 2"; 2' "), under det att kanalerna - under genomlöpning av detta såväl som under genomlöpning av nämnda första axelparti - divergerar i riktning mot nämnda andra axalparti (5).

2. - HOW' enligt patentkrav 1, 1: a: n n a t a a k n a d därav, att namda fiïlïföfseïlßflnifl-šfir ' (8, 9; 3-8, 59; BH 9') är anslutna. till närmda ratar lindning vid den vid nämnda andra axelparti (S) befintliga änden av namn" da. aylindriska parti (2; 2'; 2"; em).

3. Rotor enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda, ledningskanaler utmynnar i var sitt axiellt förlöpande, i nämnda cylindriska parti utformat, med spårkil försett spår (14ö 15), varvid de båda tillförsel- leåninšama- (31 9š 551 39), förutom att vara anordnade i nämnda lednings- kanaler (10, 11; 10', 11'), ligger i var ditt dylikt apår. 81061004»

4. Rotor enligt patentkrav 3, k ä. n n e t e c k n a d därav, att nämnda tillförselledningar är anslutna till nämnda rotorlindning vid den vid nämnda första axelparti (44 4") befintliga änden av nämnda cylindriska parti (2).

5. S. Rotor enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att de båda till var sin ledningskanal (10', 11') anslutna spåren är två. i huvud- sak diametralt i förhållande till varandra anordnade lindningsspår (15).

6. Rotor enligt patentkrav 5, k 'a'. n n e t e c k n a d därav, att rotorn förutom de spår (15) i vilken lindningen är anordnad, är försedd med tvâ i nuvudaal; dianatralt i förhållande till varandra anordnade nfjänningnapan (av) aan att da bada nämnda, till var sin :Ladningakanal (10, 11) anslutna apåran utgörs av nämnda tilläggsspår.

7. Rotor enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a. d därav, att den av nämnda rätlinjiga ledningskanaler (10, 11; 10', 11') genomlupna delen av nämnda cylindriska parti (2) motsvarar 20-60 få av dettas längd.