SU1035730A1

SU1035730A1 - Multiphase high voltage electric machine stator

Info

Publication number: SU1035730A1
Application number: SU823408857A
Authority: SU
Inventors: Борис Давидович Ваксер; Виктор Овшиевич Коган; Нина Петровна Алишева; Ибрагим Ахмедович Кади-Оглы; Владимир Васильевич Петров; Израиль Абрамович Птакул; Борис Иванович Фомин; Элина Сергеевна Ханукова; Владимир Павлович Чернявский; Арон Беньяминович Шапиро
Original assignee: Ленинградское Электромашиностроительное Объединение "Электросила" Им.С.М.Кирова
Priority date: 1982-03-16
Filing date: 1982-03-16
Publication date: 1983-08-15

Abstract

1. СТАТОР МНОГОФАЗНОЙ КОВОЛЬТНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ держшций стержни, обмотки, уложенные в пазы магнитопровода, и короногас щие элементы, размещенные в лобовых част х стержней, о т л и ч аю щи и с тет;, что, с целью повышени долговечности машины при работе в воздушной среде, статор снабжен дополнительными короногас щими элементами, выполненными из от-- верждающейс объемной композиции, например, на основе карбида кррмний, и установленными беэ зазора между лобовыми част ми соседних стержней, принадлежащих разным фазам, а между расположенными в разных сло х обМотки взаимно перекрывакнцимис участка- , ми дополнительных короногас щих элементов в пределах зоны взаимного перекрыти установлены диэлектрические прокладки..1. STATOR OF MULTI-PHASE COIL-LAYER ELECTRIC MACHINE of the rods, windings laid in the grooves of the magnetic core, and the crown elements placed in the frontal parts of the rods, and with, in order to increase the durability of the machine during operation in the air environment, the stator is provided with additional corona blocks made of a hardening bulk composition, for example, based on carbide of the crust, and established a gap between the frontal parts of adjacent rods belonging to different phases, and between p memory location in different layers of the winding are mutually perekryvakntsimis uchastka-, m- additional koronogas impeding elements within the region of mutual overlap dielectric spacers mounted ..

Description

2. Статор по п. 1, отличающий с тем, что диэлектрические прокладки, имеют отгибы, охватывающие противоположные стороны соседних стержней одного сло обмотки , принадлежащих разным фазам.2. The stator according to claim 1, characterized in that the dielectric spacers have bends that cover the opposite sides of adjacent rods of one winding layer belonging to different phases.

1one

Изобретение относитс к электромашиностроению , в частности к конструкци м высоковольтных многофазных статорных обмоток генераторов, работающих без водорода в корпусе : машины (турбогенераторы с полным вод ным охлаждением, гидрогенераторы ) , где необходимо подавление поверхностных разр дов во.всей зоне лобовой части .обмотки.The invention relates to electrical engineering, in particular to the designs of high-voltage multiphase stator windings of generators operating without hydrogen in the housing: machines (full-water-cooled turbo generators, hydrogenerators) where it is necessary to suppress surface discharges in the entire front-end zone.

Известен статор высоковольтной электрической машины, в котором подавление поверхностного разр да в местах выхода стержней обмотки из пазов ма.гнитопровода осуществл етс с помощью покрытий или электропровод щих лент-, встроенных в изол цию лобовых частей и расположенных на определенном рассто нии от токоведущей части tilI Недостатком такойконструкции вл етс то, что в ней не обеспечиваетс защита всей лобовой части обмотки . .The stator of a high-voltage electric machine is known, in which surface discharge is suppressed at the points where the winding rods exit the slot of the headset through coatings or electrically conductive tapes embedded in the insulation of the front parts and located at a certain distance from the current-carrying part. Such a design is that it does not protect the entire frontal winding. .

Наиболее близким к изобретению , вл етс статор многофазной высоковольтной электрической машины, содержащей стержни, уложенные в пазы магнитопровода, и короногас щие устройства, размещенные в лобовых част х стержней f2.Closest to the invention is a stator of a multi-phase high-voltage electric machine containing rods laid into the grooves of the magnetic core and corona-suppressing devices placed in the frontal parts of the f2 rods.

В этой конструкции высоковольтный проводник изолируетс слюдосодержащим ма-гериалом, внутрь которого встроен вкладыш из другого материала , например титаната бари , обладающего высоким значением диэлектрической проницаемости (. О) . Такое устройство выравнивает электрическое поле, в результате чего снижаетс веро тность возникновени скольз щего или коронного на выходе стержн из паза, но прот женность зоны, где подавл ютс разр ды между стержн ми, ограничена рассто нием 100-200 мм от места выхода стержн из паза, что составл в ет около 20% от общей прот женности межфазной Зоны, где происходит выделение озона. Кроме этого/ из-за требовани точной установки вкладышей внутри изол ции на определенной глубине существенно усложн етс технологи изготовлени стержней. Снижаетс надежность машины из-за умен1 шени толщины корпусной изол ции в наиболее механически напр женном месте на выходе из паза.In this construction, the high-voltage conductor is insulated with a mica-containing material, inside which is embedded an insert of another material, such as barium titanate, having a high dielectric constant value (. O). Such a device equalizes the electric field, as a result of which the likelihood of a sliding or corona at the rod exit from the groove is reduced, but the length of the zone where the discharges between the rods are suppressed is limited to a distance of 100–200 mm from the site of the rod exit. that is about 20% of the total interfacial Zone where ozone is released. In addition / because of the requirement for precise installation of inserts inside the insulation at a certain depth, the manufacturing technology of rods is significantly complicated. The reliability of the machine is reduced due to a decrease in the thickness of the cabinet insulation in the most mechanically tense place at the exit of the groove.

Целью изобретени вл етс повышение долговечности машины, работающей в воздушной среде при нормальном давлении.The aim of the invention is to increase the durability of a machine operating in air at normal pressure.

Указанна -цель достигаетс тем, что статор многофазной высокольтной электрической машины, содержащий стержни, обмотки, уложенные в пазы магнитопровода, и короногас щие элементы, р.азмещеннне в лобовых част х стержней, снабжен дополнительными короногас щими элементами, 5 выполненными из отверждающейс объемной композиции, например, на основе карбида кремни , и установлен . ными без зазора между лобовыми част ми соседних ст.ержней, принадлежащих разным фазам, а между расположенными в разных сло х обмотки взаимно перекрывающимис участками дополнительных короногас щих элементов в пределах зоны взаимного перекрыти установлены диэлектрические прокладки .This goal is achieved by the fact that the stator of a multi-phase high-voltage electric machine, containing rods, windings, laid in the grooves of the magnetic core, and corona-suppressing elements, placed in the frontal parts of the rods, is provided with additional corona-suppressing elements, 5 made of curing bulk composition for example, based on silicon carbide, and installed. without a gap between the frontal parts of neighboring strings belonging to different phases, and between the mutually overlapping areas of additional corona-suppressing elements located in different layers of the winding, dielectric pads are installed.

Диэлектрические прокладки имеют отгибы, охватывающие противоположные стороны соседних стержней одного сло обмотки, принадлежащих разным 0 фазам.Dielectric spacers have bends, covering the opposite sides of adjacent rods of one layer of winding belonging to different 0 phases.

На фиг. 1 схематически показаны лобовые части четырех стержней обмотки статора (по два стержн -в верхнем и нижнем сло х обмотки); на фиг.2т6 же, в аксонометрииi на фиг.З диэлектрическа прокладка. FIG. Figure 1 shows schematically the frontal parts of four stator winding rods (two rods — in the upper and lower winding layers); fig.2t6, perspective view of fig.z, a dielectric gasket.

В пазы магнитопровода 1 (фиг. 1,2) уложены нижние 2 и верхние 3 стержни обмотки статора, имеющие обычные короногас щие элементы в виде покровных лаков или (и) лент 4 с высоким сопротивлением, нанесенных в зоне выхода стержней 2, 3 из пазов магнитопровода 1. Между соседними верхними 3 и нижними 2 стержн ми, принадi лежащими разным фазам, установлены дополнительные короногас щие элементы 5, толщина которых выбрана из соотношени 0,65ил -g-. Эти элементы 0 установлены по всей длине эвольвентной части стержней 2 и 3 без зазора, причем дл лучшего контакта элемента 5 со стержнем и устранени поверх .ностных разр дов высокоомное лаковое полупровод щее покрытие 4 распрост .ран етс на всю эвольвентную часть стержней 2, 3. В местах взаимного перекрыти элементов 5 между стержн ми 2, 3 установлены диэлектрические прокладки б, выполненные из .слю досодержащего йэол Щиоиного материала , аналогичного основной изол ции стержней 2, 3. Диэлектрические прокладки 6 зафиксированы либо на двух верхних 3, либо на двух нижних стер н х 2 таким образом, чтобы геометри ческие центры прокладок 6 находилис в пределах зоны взаимного перекрыти участков короногас щих элементов 5. Толщина прокладок в зависимости от величины линейного напр жени ма шины составл ет 3-5 мм, и они легко размещаютс .в пространстве между стержн ми 2, 3. Дл лучшей фиксации прокладок б, например с помощью ; кле , на стержн х 2, 3 прокладки имеют отгибы 7.(фиг. 3). Рассто ние между отгибами одного барьера превышает толщину дополнительных короногас щих элементов по крайней мере на удвоенную величину ширины стержн , т.е. равно 2Ь +сГ . Такой же выбрана и ширина барьера. При работе машины между соседними стержн ми 2, а также между соседними стержн ми 3 действует линейное напр жение, причем разр ды в местах выхода стержней 2, 3 из пазов магнитопровода 1 подавл ютс обычными покЕ 1Ти ми 4, а у концов стержней 2 3 они практически не возникают из-за увеличени рассто ний между стержн ми и благодар использованию известных методов регулировани пол в э.той зоне. Установленные без зазоров по всей длине эвольвентной части стержней 2, 3 дополнительные короногас щие элементы 5, выполненные из материала с повышенной диэлектрической проницаемостью (t 20), понижают разность потенциалов между обращенными друг к другу поверхност ми .стержней разных фаз до величины, в 2-3 раза меньшей напр жени зажигани разр дов около поверхности элементов 5, где электрическое поле между стержн ми, как прав ило, искажаетс наличием элементов креплени распорок, бандажей и т.п. Разр ды вдоль поверхности стержней устран ютс высокоомным покрытием 4, развитым в сторону головок стержней 2, 3, а разр ды в отдаленной от Элементов 5 зоне отсутствуют, так как толщина элементов 5 может быть выбрана из услови А, iL : 2d Ьи где- Цд - линейное напр жение машины , кВ, d - односторонн толщина изол ции стержн , мм, - относительна диэлектричес ка проницаемость изол ции стержн ;, Е. - электрическа прочность , воздуха, кВ/мм, |Ъ - коэффициент, учитывающий неравномерность пол в точках , удаленных от короногас щих элементов. Табличное значение электрической прочности воздуха Е,0: 2,2 кВ/мм. Коэффициент (% по экспериментальным данным можно прин ть равным 0,7. Подставл значени Е к в выражение 1), получим соотношение 2 - . (2) 0,7.2, при выполнении которого напр жение зажигани разр дов в точках удаленных от элементов 5, больше, чем действующее в этих точках напр жение . Таким образом, в предложенной конструкции высоковольтной многофазной обмотки статора эффективно (во всем объеме) подавл ютс коронный и скольэ щий разр ды, что преп тствует образованию озона при работеобмотки в воздушной среде. Такие услови характерны дл всех гидрогенераторов и дл турбогенераторов с полным вод ным охлаждением. Возможность развити разр дов (и озонировани ) между расположенными в разных сло х элементами - 5 предотвращаетс прокладками 6. Дополнительным достоинством элементов 5, про вл емым при работе машины , вл етс предотвращение вибрации , стержней в межфазных зонах-, так как эти элементы выполн ют также роль средств тангенциального и (Осевого креплений. ,, .. Технико-экономический эффект от использовани изобретени заключаетс в снижении интенсивности озонировани при работе в воздушной среде, что повышает долговечность машшы, . а особенно элементов креплени обмотки , изол ции, шлангов системы охлаждени , а также в упрощении конструкцни , котброе достигаетс за счет применени обычных стержней, упрощени систетва креплени , отсутстви необходикюсти герметизации статора и отказа от применени систем заполнени статора газом, не содержащим кислород и наход щимс под некоторым избыточным давлением.The bottom 2 and top 3 rods of the stator winding, having the usual crown-supporting elements in the form of coating varnishes or (and) tapes 4 with high resistance, deposited in the exit zone of the rods 2, 3 of the grooves, are laid in the grooves of the magnetic core 1 (Fig. 1,2). magnetic conductor 1. Between adjacent upper 3 and lower 2 rods belonging to different phases, additional corona elements 5 are installed, the thickness of which is chosen from the ratio 0.65 k-g-. These elements 0 are installed along the entire length of the involute part of the rods 2 and 3 without a gap, and for better contact of the element 5 with the rod and eliminating the surface discharges, the high-resistance lacquer semiconductive coating 4 is distributed to the entire involute part of the rods 2, 3. In places of mutual overlapping of the elements 5 between the rods 2, 3, dielectric strips b are installed, made of a containing Yeol of Schioi material similar to the main insulation of the rods 2, 3. Dielectric strips 6 are fixed either on two the upper 3, or on the two lower bars x 2 so that the geometric centers of the gaskets 6 are within the zone of mutual overlap of the corona sections 5. The thickness of the gaskets, depending on the magnitude of the linear voltage of the tire, is 3-5 mm, and they are easily placed in the space between the rods 2, 3. For better fixation of the gaskets b, for example with; adhesive, on the rods x 2, 3 gaskets have bends 7. (Fig. 3). The distance between the bends of one barrier exceeds the thickness of the additional corona elements by at least two times the width of the rod, i.e. equal to 2b + cg. The width of the barrier is the same. When the machine is operating between adjacent rods 2, as well as between adjacent rods 3, a linear voltage acts, and the discharges at the exit points of the rods 2, 3 from the grooves of the magnetic circuit 1 are suppressed by ordinary 1Ti 4, and at the ends of the rods 2 3 practically do not arise due to the increased spacing between the rods and due to the use of the known methods of adjusting the floor in this zone. Installed without gaps along the entire length of the involute part of the rods 2, 3 additional corona elements 5, made of a material with a high dielectric constant (t 20), reduce the potential difference between surfaces of different phases facing each other to a value of 2- 3 times less than the ignition voltage of the discharges near the surface of the elements 5, where the electric field between the rods, as a rule, is distorted by the presence of fastening elements of spacers, bandages, etc. The discharges along the surface of the rods are eliminated by a high-resistance coating 4 developed towards the heads of the rods 2, 3, and there are no discharges in the zone distant from the Elements 5, since the thickness of the elements 5 can be chosen from the condition A, iL: 2d - linear voltage of the machine, kV, d - one-sided insulation thickness of the rod, mm, - relative dielectric permeability of the insulation of the rod;, E. - electrical strength, air, kV / mm, | b - coefficient taking into account the unevenness of the field in the points removed from the corona elements. The tabular value of the electrical strength of air E, 0: 2.2 kV / mm. The coefficient (% according to experimental data can be taken equal to 0.7. Substituting the values of E k into expression 1), we obtain the ratio 2 -. (2) 0.7.2, at which the ignition voltage of the discharges at points remote from elements 5 is greater than the voltage at these points. Thus, in the proposed construction of the high-voltage multiphase stator winding, corona and glide discharges are effectively (in its entirety) suppressed, which prevents the formation of ozone during winding in air. Such conditions are characteristic of all hydrogenerators and for turbogenerators with full water cooling. The possibility of developing discharges (and ozonization) between elements located in different layers — 5 is prevented by gaskets 6. An additional advantage of elements 5, manifested during the operation of the machine, is the prevention of vibrations, rods in the interfacial zones, since these elements perform also the role of tangential and (axial mountings. .. .. Technical and economic effect from the use of the invention is to reduce the intensity of ozonation when working in air, which increases the durability of the machine, and especially winding fastening elements, insulation, cooling system hoses, as well as simplifying the construction, is achieved by using conventional rods, simplifying the mounting system, eliminating the need for stator sealing and refusing to use stator filling systems with oxygen-free gas and under some overpressure.

Claims

1. MULTIPHASE HIGH STATOR ELECTRIC MACHINES con- taining rods, winding, arranged in slots of the magnetic circuit, and koronogasyaschie elements arranged in the end parts of the rods of m and l h ^r and w ide minutes with the I that, in order to improve durability when working in an air environment, the stator is equipped with additional corona extinguishing elements made of a curable bulk composition, for example, silicon carbide, and installed without a gap between the frontal parts of adjacent rods belonging to different phases, and between memory location in different layers of the mutually overlapping portions of the winding koronogasyaschih additional elements within eons overlap dielectric spacers installed ..

L

SU., 1035730

1035730.

2. The stator by π. 1, characterized in that the dielectric gaskets have limbs covering the opposite sides of adjacent rods of one winding layer belonging to different phases.