SU1065965A1

SU1065965A1 - Stator of a.c. electric machine

Info

Publication number: SU1065965A1
Application number: SU823439047A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Григорьевич Счастливый; Алексей Иванович Титко; Аркадий Антонович Бабяк; Ибрагим Ахметович Кади-Оглы; Арон Вениаминович Шапиро; Владимир Павлович Чернявский; Израиль Абрамович Птакул
Original assignee: Институт Электродинамики Ан Усср
Priority date: 1982-05-19
Filing date: 1982-05-19
Publication date: 1984-01-07

Abstract

1.СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий выполненный из пакетов шихтованный сердечник, в крайних листах которого выполнены шлицы, о т л и чающийс тем, что, с целью увеличени нагрузочной способности и повышени надежности работы, оси . шлицов отдельных листов смещены друг относительно друга в тангенциальном направлении. О) СП СО GD СД1. ELECTRIC AC ACCESSORATOR, containing a laminated core made of packages, in the extreme sheets of which slots are made, so that, in order to increase the load capacity and increase the reliability of operation, the axis. the slots of the individual sheets are shifted relative to each other in the tangential direction. O) JV CO GD SD

Description

2.Статор по п.1, отлича щий с тем, что смещены одна относительно другой оси шлицов соседних листов сердечника или групп. 3.Статор по п.1, о т л и чающийс тем, что листы дечника выполнены с равным числ шлицов и оси шлицов соседних па кетов листов сердечника или их групп смещены одна относительно другой. 5 4.Статор по п. 1 , о т л и ч а 10щ и и с тем, ЧТО пакеты листов сердечника имеют различное число шлицов и оси шлицов соседних пакетов или их группсмещены одна относительно другой.. 5.Статор попп.1и4, отличающи , йс тем, что число шлицов последующих пакетов листов сердечника или их групп, начина с крайних, уменьшаетс , а оси шлицов соседних пакетов или их групп смещены одна относительно другой.2. The stator according to claim 1, characterized in that the splines of adjacent sheets of the core or groups are displaced one relative to the other axis. 3. The stator according to claim 1, of which is that the plates are made with equal numbers of slots and the axis of the slots of adjacent packets of core sheets or their groups are offset from one another. 5 4. The stator according to claim 1, about tl and h and 10, and so that the packages of the sheets of the core have a different number of slots and the axis of the slots of the neighboring packages or their groups are displaced one relative to the other. The fact that the number of splines of subsequent packages of sheets of a core or their groups, starting from the extreme ones, decreases, and the axes of the splines of adjacent packages or their groups are displaced one relative to another.

Изобретение относитс к электрическим машинам переменного тока, в частности к мощным турбо- и гидрогенераторам , характеризующимс значительными электромагнитными и тепловыми нагрузками торцовых элементов статора.The invention relates to electric machines of alternating current, in particular, to powerful turbo and hydrogenerators characterized by significant electromagnetic and thermal loads of the end elements of the stator.

Известен статор электрической машины переменного тока, содержащий 1 шхтованный сердечник (магнитопровод ) с обмоткой 1,Known stator of an electric machine of alternating current, containing 1 pinned core (magnetic core) with winding 1,

Листы железа концевой части шихтованного сердечника статора конструктивно не отличаютс от остальных листов. При увеличении мощности машин концева часть сердечника имеет недопустимо повышенный нагрев,, обусловленный аксиальным магнитным потоком обмоток машин.The iron sheets of the end portion of the laminated stator core are not structurally different from the other sheets. With increasing machine power, the end part of the core has unacceptably increased heating, due to the axial magnetic flux of the machine windings.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс статор электрической машины переменного тока, содержащий шихтованный сердечник с обмоткой, в крайних листах железа которого выполнены шлицы. Такое конструктивное исполнение крайних листов уменьшает наводимые вихревые токи и потери и существенно снижает их нагрев 2Closest to that proposed by the technical entity is the stator of an electric machine of alternating current, containing a laminated core with a winding, in the outer sheets of iron of which slots are made. This design of the extreme sheets reduces the induced eddy currents and losses and significantly reduces their heating 2

Однако в св зи с тем,, что оси шлицов в каждом листе железа сердечника ,совпадают, магнитный поток обмоток в зоне шлицов не только отражаетс вследствие наведени вихревых токов, но и увеличиваетс . Поэтому температура листов железа, которые выЛолнены без шлицев и которые расположены непосредственно за листами железа со шлицами, возрастает и чем выше мощность машины , тем больше степень этого возрастани , так как увеличиваютс при этом вихревые токи в листах, В результате уменьшаетс нагрузочна способность и снижаетс надежность работы электрической машины.However, due to the fact that the axes of the splines in each sheet of iron of the core coincide, the magnetic flux of the windings in the area of the splines is not only reflected due to the induction of eddy currents, but also increases. Therefore, the temperature of the iron sheets, which are made without splines and which are located directly behind the iron sheets with splines, increases and the higher the power of the machine, the greater the degree of this increase, as the eddy currents in the sheets increase, resulting in reduced load capacity and reliability electric car works.

Цель изобретени - увеличение нагрузочной способности и повышение надежности работы электрических машин путем снижени нагрева крайних листов сердечника статора .The purpose of the invention is to increase the load capacity and increase the reliability of electric machines by reducing the heating of the extreme sheets of the stator core.

Поставленна цель достигаетс тем, что в статоре электрической машины переменного тока, содер0 жащем выполненный из пакетов шихтованный сердечник, в крайних листах которого выполнены шлицы оси шлицов отдельных листов смещены одна относительно другой в танген5 циальном направлении.The goal is achieved by the fact that in the stator of an electric machine of alternating current, containing a laminated core made of packages, in the extreme sheets of which the splines of the splines of individual sheets are made, they are shifted relative to each other in the tangential direction.

Оси шлицов соседних листов сердечника или их групп также могут быть смещены одна относительно другой .The axes of the splines of adjacent sheets of the core or their groups can also be displaced one relative to another.

Q Листы сердечника могут быть выполнены с равным числом шлицов, и оси шлицов соседних пакетов листов сердечника или их групп смещены одна относительно другой. 5 Пакеты листов сердечника могут иметь различное число шлицов, и оси шлицов соседних пакетов или их групп могут быть смещены одна относительно другой.Q The sheets of the core can be made with an equal number of slots, and the axis of the slots of adjacent packages of sheets of the core or their groups are displaced one relative to another. 5 Packages of core sheets can have a different number of slots, and the axis of the slots of adjacent packets or their groups can be displaced one relative to another.

В сверхмощных электрических ма- шинах количество шлицов на один зубец крайних листов может быть предусмотрено два и больше, и тогда шлицы прорезаютс таким образом, что их число в каждом последующем пакете, начина с крайнего, уменьшаетс , а оси шлицов соседних пакетов или их групп смещены одна относительно другой.In heavy-duty electric machines, the number of slots per one prong of the extreme sheets can be provided two or more, and then the slots are cut in such a way that their number in each subsequent packet, starting from the extreme one, decreases and the axes of the slots of adjacent packets or their groups are shifted one is relative to another.

Указанна конструкци статора 0 электрической машины переменного тока более надежна, а ее нагрузочна способность увеличиваетс по сравнению с конструкцией, выбранной за прототип, вследствие уменьшени нагрева листов железа, расположенных непосредственно за крайними листами сердечника статора, выполненными со шлицами, так как шли1ЦЛ со смещенными ос ми устран ют эффект локального усилени магнитного потока в зоне шлицов по всей глубине их выполнени и обеспечивают равномерное отражение магнитного потока по ширине зубца листа железа.The stator 0 electric machine design of the alternating current machine is more reliable, and its load capacity is increased compared with the design chosen for the prototype, due to a decrease in heating of the iron sheets located directly behind the outer stator core sheets, made with slots, as the SLT with offset axes eliminate the effect of local amplification of the magnetic flux in the area of the splines throughout the depth of their execution and provide a uniform reflection of the magnetic flux across the width of the tooth of the sheet Leza

На фигЛ изображена торцова часть статора электрической машины переменного тока; на фиг.2 -5 .варианты выполнени шлицов в крайних листах железа сердечника со смещенными одна относительно другой ос ми.FIG. Shows the end part of the stator of an electric machine of alternating current; Figures 2-5. Execution options for the splines in the outermost sheets of iron of the core with axes offset from one another.

Статор электрической машины содержит шихтованный сердечник 1 с обмоткой 2 (фиг.1), в крайних листах 3 железа которого выполнены шлицы 4, Остальные листы 5 выполнены без шлицов. Шлицы 4 выполнены таким образом, что оси двух соседних листов или их групп смещены одна относительно другой в тангенциалном направлении (фиг.2). Шлицы заполн ют изолирующим материалом. Дл заполнени может быть применена эпоксидна смола.Тогда целесообразно шлицы листов смещать дл двух со .седних пакетов либо дл двух соседних групп пакетов (фиг.З). Все листы каждого в отдельности пакета либо группы пакетов имеют шлицы, ос которых совпсщают.The stator of the electric machine contains a laminated core 1 with a winding 2 (FIG. 1), in the outer sheets 3 of which iron the slots 4 are made. The remaining sheets 5 are made without slots. Slots 4 are made in such a way that the axes of two adjacent sheets or their groups are displaced one relative to the other in the tangential direction (figure 2). Slots are filled with insulating material. An epoxy resin can be used for filling. It is then advisable to shift the sheet splines for two single packs or for two adjacent groups of packs (Fig. 3). All sheets of each individual package or group of packages have slots, which are matched.

В сверхмощных электрических машинах при больших электромагнитных нагрузках на концевые зоны количество шлицов на один зубец крайних листов .может быть предусмотрено больше одного. Тогда сердечник статора выполн ют таким образом, что пакеты либо группы пакетов с неодинаковым числом шлицов чередуютс и тем самым в каждых двух соседних пакетах либо их группах оси шлицов будут смещены (фиг.4), либо число шлицов каждого последующего пакета либо группы пакетов, начина с крайних, уменьшаетс (фиг.З).In heavy-duty electric machines with large electromagnetic loads on the end zones, the number of slots per one tooth of the extreme sheets. More than one can be provided. Then the stator core is made in such a way that the packages or groups of packages with unequal number of slots alternate and thus in each two adjacent packages or their axes of the axes of the slots are shifted (Figure 4), or the number of slots of each subsequent packet or group of packets from the extreme, decreases (Fig. 3).

При работе электрической машины переменного тока аксиальный магнитный поток рассе ни обмотки 2 и магнитный поток, вытесненный из воздушного зазора,индуктирует вихревые токи в крайних листах железа сердечника 1, и поэтому листы пакетов 3 и 5 греютс . Наличие шлицов 4 в части крайних листов обеспечивает уменьшение их нагрева (конструкци , выбранна за прототип). Однако взаимодействие аксиального магнитного потока обмоток и магнитного потока наведенных вихревых токов листов железа обусловливает отражекие потока в области листа, не зан той шлицами, и их суммирование в зоне шлицов по всей их глубине в пакетах . Поэтому в листы 5, в которых отсутствуют шлицы и которые непосредственно расположены после листов 3 со шлицами, проникает магнитный поток , который усиливаетс потоком вихревых токов и тем самым становитс большим, чем в случае отсутстви шлицов в крайних листах 3. В пред0 лагаемой конструкции оси шлицов в листах смещены, поэтому магнитный поток, усиленный потоком токов каждого предыдущего листа либо пакета, отражаетс потоком токов последую5 щего листа либо пакета. Вследствие этого, поток, проникающий в пакеты 5 без шлицов, значительно уменьшаетс . Уменьшаетс нагрев этих пакетов и устран етс в мощйых электрома0 шинах резкое возрастание их нагрева.When an electric AC machine is operated, the axial magnetic flux dispersed in the winding 2 and the magnetic flux displaced from the air gap induces eddy currents in the outer iron sheets of core 1, and therefore the sheets 3 and 5 are heated. The presence of the splines 4 in the part of the extreme sheets provides a reduction in their heating (design, selected for the prototype). However, the interaction of the axial magnetic flux of the windings and the magnetic flux of the induced eddy currents of iron sheets causes reflective fluxes in the sheet area not occupied by the slots, and their summation in the area of the slots throughout their depth in the packets. Therefore, in sheets 5 in which there are no slots and which are directly located after sheets 3 with the slots, magnetic flux penetrates, which is amplified by the flow of eddy currents and thus becomes larger than in the absence of slots in the extreme sheets 3. In the proposed design of the axis of the slots in the sheets are shifted, therefore, the magnetic flux amplified by the current flux of each previous sheet or packet is reflected by the current flux of the next sheet or packet. As a result, the flow penetrating into the bags 5 without slots is significantly reduced. Heating of these packages is reduced and a sharp increase in their heating is eliminated in power electro-buses.

Технико-экономическа эффективность от внедрени предлагаемой конструкции статора в генераторах переменного тока мощностью 500 МВт и выше Technical and economic efficiency from the implementation of the proposed stator design in AC generators with a capacity of 500 MW and above

5 достигаетс за счет увеличени нагрузочной способности (расширение диапазона и повышени мощности) и повышени надежности работы машин, так как применение смещенных шли0 цов по глубине пакетов уменьшает нагрев крайних листов сердечника. Нагрев крайних листов ограничивает допустимую нагрузку генераторов в режимах недовозбуждени и асинхрон5 ного хода. Снижение нагрева крайних листов сердечника позволит расширить диапазон нагрузки и повысить надежность работы.5 is achieved by increasing the load capacity (expanding the range and increasing the power) and increasing the operating reliability of the machines, since the use of displaced sleeves in the depth of the packs reduces the heating of the outermost sheets of the core. Heating the extreme sheets limits the permissible load of the generators in the modes of under-excitation and asynchronous operation. Reducing the heating of the extreme sheets of the core will expand the load range and increase the reliability of work.

Применение предлагаемой конструк0 ции статора обеспечивает увеличение сечени железа статора и тем самым потокосцеплени обмотки статора, мощности машины и ее КПД. Так как увеличение температуры в крайних The application of the proposed stator design provides an increase in the stator iron cross section and thereby the flow coupling of the stator winding, machine power and its efficiency. Since the temperature increase in the extreme

5 листах сердечника вследствие проникновени аксиального торцового потока наблюдаетс на определенной глубине (10 см в ТГ мощностью 500 МВт), то выполнение шлицов на эту глубину 5 sheets of core due to penetration of the axial end-flow is observed at a certain depth (10 cm in the TG with a capacity of 500 MW), then the execution of the slots to this depth

0 за счет магнитного шунтировани обеспечивает сн тие нагрева пакетов вследствие проникновени аксиального потока. Однако устройство шлицов уменьшает сечение железа сердеч5 ника статора, потокосцепление с обмоткой статора, а тем самым мощность машин при неизменных нагревах. Уменьшение глубины в аксиальном направлении шлицов в крайних листах 0, by means of magnetic shunting, provides for the removal of bag heating due to the penetration of axial flow. However, the device of the splines reduces the cross section of the iron of the stator core, the flux linkage with the stator winding, and thus the power of the machines with constant heating. Reducing the axial depth of the splines in the outermost sheets

0 сердечника вследствие применени изобретени увеличит КПД и мощность электрический машин .0 core due to the application of the invention will increase the efficiency and power of electric machines.

. .

Claims

1.STATOR OF AN ELECTRIC AC MACHINE, containing a laminated core made of packages, in the extreme sheets of which slots are made, t πη4 and with the fact that, in order to increase the load capacity and increase the reliability, the axis of the slots of individual sheets are displaced relative to each other in a tangential direction.

ABOUT

Joint venture

2. The stator according to claim 1, characterized in that one is displaced relative to the other axis of the slots of adjacent core sheets or groups thereof.

3. The stator according to claim 1, wherein the core sheets are made with an equal number of slots and the axis of the slots of adjacent packages of core sheets or groups thereof are offset from one another.

4. The stator according to claim 1, with the fact that the 'packages of core sheets have a different number of slots and the axis of the slots of adjacent packages or their groups are displaced relative to one another.

5. The stator according to claims 1 and 4; The fact is that the number of slots of subsequent packages of sheets of the core or their groups, starting from the extreme, decreases, and the axes of the slots of adjacent packages or their groups are displaced relative to each other.