SU598583A3 - Электрическа машина со свехпровод щей обмоткой возбуждени - Google Patents

Description

(54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА СО СВЕРХПРОВОДЯЩЕЙ ОБМОТКОЙ ВОЗБУЖДЕНИЯ

Изобретение относитс  к электротехнике и, в частности, к электрическим машинам со сверхпровод щими обмотками.

Известна электрическа  машина, содержаща  полый цилиндр ротора, закрытый на концах , сверхпровод щую обмотку и р д коаксиальных цилиндров ротора 1.- В таких машинах возникают трудности обеспечени  достаточной жесткости ротора и исключени  механических усилий, возникающих в роторе от температурных деформаций.

Известна также электрическа  мащина со сверхпровод щей обмоткой возбуждени , содержаща  закрытый на концах полый цилиндр ротора, внутри которого коаксиально размещены по крайней мере один демпфирующий цилиндр , тепловой экран, опорный и внутренний цилиндры, между которыми закреплена сверхпровод ща  обмотка 2.

При таком выполнении электрической мащины трудно обеспечить надежное воспри тие больших усилий и моментов, возникающих при внезапном коротком замыкании. При этом места соединени  цилиндров ротора ненадежны из-за возникающих при охлаждении больших термических относительных удлинений и создаютс  трудности дл  создани  достаточной термоизол ции сверхпровод щей обмотки возбуждени .

С целью устранени  указанных недостатков и повышени  механической прочности при снижении теплопритока к обмотке возбуждени  кажда  пара из соседни.х цилиндров - полого, демпфирующего и опорного - соединена между собой по кольцевым аксиально смещенным один относительно другого выступам, причем одни из соединений выполнены неподвижными, а другие - с возможностью перемещени  цилиндров один относительно другого.

При этом на части каждого из указанных кольцевых выступов соединение может быть выполнено по гор чей посадке, а на другой части - посредством зубчатого зацеплени , а опорный и внутренний цилиндры соединены между собой по торцам посредством кольцевых крышек, имеющих на торцах зубцы, размещенные в пазах, выполненных по торцам указанных цилиндров. Электрическа  машина может быть снабжена дополнительными эластичными крыщками, герметично закрепленными по торцам опорного цилиндра.

На фиг. 1 схематично изображена активна  часть ротора турбогенератора со сверхпровод щей обмоткой возбуждени , продольный разрез; на фиг. 2 - соединение коаксиальных цилиндров ротора на фиг. 1 (увеличено); на фиг; 3 - подвижное соединение между отдельными цилиидрами, нродольиый разрез; на фиг. 4 - то же, поперечный разрез по.Л-.Л на фиг. 3; на фиг. 5 - неподвижное соединение ци .а.индров, продольный разрез; на фиг. 6 и 7 - крепление обмотки ири неподвижном состо нии ротора и в услови х работы соответственно.

В электрической машине (фиг. 1) корпчс ротора выполнен в-виде полого цилиндра I,. Конец 2 цилиндра со стороны турбины закрыт наглу .хо, а конец 3 со стороны возбудител  вакуум но плотно соединен с валом возбудител  при иомоши муфты (на фиг. 1 не изображена). Внутреннее пространство 4 цилиндра вакуумировано, в нем размещены три концентрично расположенные на рассто нии один от другого промежуточных цилиндра 5, 6 и 7, через которые опорный дл  сверхпровод щей обмотки возбуждени  цилиндр 8 эластично св зан с наружным иолым шЛиндром 1 ротора. Средний цилнндр 6 конструктивно св зан с выполненной также в виде цилиндра 9 д,емпфирующей обмоткой. Сверхпровод ща  обмотка возбуждени  10 помещена на внутренней стороне опорного цилиндра 8, причем предусмотрен еще один внутренн й цилиндр 11, радиально ограничивающий с внутренней стороны пространство дл  сверхпровод щей обмотки. Дл  того чтобы внутренний цилиндр 11 мог одновременно воспринимать усили , создаваемые об.моткой, и служить дл  ее креплени  оба цилиндра 8 и 11 соедине-нь между собой по торцам при помощи кольцевых крыщек 12, имеющих по торца.м зубцы, размещенные в пазах, выполненных по торцам цилиндров 8 и 11.

Таким образом, создаетс  закрыта  камера 13 дл  обмотки 10, отделенна  от вакуумированной камеры 4.

На фиг. 2 приведено крепление коаксиальных цилиндров ротора между собой, при этом дл  нагл дности показаны только два из промежуточных цилиндров 5 и 6, помещенные между полым цилиндром 1 и опорным цилиндром 8. При этом цилиндр 5 скомпонован совместно с демпфирующим цилиндром 9. Демпфирующий цилиндр 9 и наружный промежуточный цилиндр 5 образуют тепловой экран 14, охлаждае .мый до 70° К хладагентом через охлаждающие каналы 15 и штуцеры 16. Дл  герметизации внутреннего пространства, образованного опорным цили41дром 8, по торцам цилиндра 8 герметично з,реплены дополнительные эластичные крыШКи 17. Кажда  пара из соседних цилиндров 8-6; 6-5 и 5-1 соединена между собой по кольцевым аксиально смещенным друг относигельно друга выступам 18 и 19. При этом соединени  18 выполнены подвижными, а соединени  19 неподвижными. Так, например, согласно фиг. 2 цилиндры 1 и 5 соединены в средней зоне их длины, цилиндры 5 и, 6 соединены по кра м, а цилиндры 6 и 8 - в средней зоне.

Подвижные соединени  выполнены так, как показано на фиг. 3. На части 20 выступа 18 соединение выполнено но гор чей посадке, а на другой части 21 посредством зубчатого зацеплени , изображенного на фиг. 4. В общем случае такого рода соединени  посредством гор чей посадки и зубчатого зацеплени  могут допускать компенсацию удлинени  цилиндров, вызываемого разницей температур, причем, в случае необходимости скольз щие поверхности гор чей посадки можно предохранить от износа , например плакированием.

Неподвижные соединени  могут быть выполнены , например, как показано на фиг. 5. На

0 выступе 19 выполн етс  паз 22, в который заходит выступ 23 сопр гаемого цилиндра.

Благодар  такой конструкции соединени  цилиндров ротора тепловой поток проходит от нагреваемого при работе полого цилиндра ротора 1 (330° К) через относительно узкие места

5 соединени  18 и 19 в тепловой экран 14, который принудительно охлаждаетс  до температуры пор дка 70° К, и далее через аксиально смещенные друг относительно друга места соединени  к цилиндрам 6 и 8 и к сверхпровод щей обмотке возбуждени . Путем размещени  -:между полым 1 и опорным 8 цилиндрами трех и более коаксиальных цилиндров путь теплового потока к обмотке удлин етс  и обеспечиваетс  еще более действенное тепловое экранирование. Система креплени  обмотки возбуждени 

5 через промежуточные цилиндры ротора обеспечивает компенсацию деформаций отдельных элементов ротора при охлаждении до рабочих температур. Это по сн етс  фиг. 6 и 7.

Так как опорный цилиндр 8 при неохлажденной обмотке сильнее всего удлин етс  в

° сравнении с глубоким охлаждением при рабо-, чем состо нии, то промежуточные цилиндры деформируютс , как показано на фиг. 6. В-рабочем состо нии, показанном на фиг. 7, несущий цилиндр 8 о.хлаждаетс  до 4, 5° К и поэтому сжимаетс  так, что промежуточные цилиндры 5 и 6 занимают свое нормальное положение и подвергаютс  наименьшим напр жени м во врем  работы.

Claims (4)

1.Электрическа  машина со сверхпровод щей обмоткой возбуждени , содержаща  закрытый на концах полый цилиндр ротора, внутри которого коаксиально размещены по крайней мере один демпфирующий цилиндр, тепловой экран, опорный и внутренний цилиндры, между которыми закреплена сверхпровод ща  обмотка, отличающа с  тем, что, с целью повышени  механической прочности при снижении теплопритока к обмотке возбуждени , кажда 

пара из соседних цилиндров - полого, демпфирующего и опорного - соединена между собой по кольцевым аксиально смещенным один относительно другого выступам, причем одни из соединений выполнены неподвижными, а другие- с возможностью аксиального перемещени  цилиндров один относительно, другого.

2.Машина но н. 1, отличающа с  те.м, что на части каждого из указанных кольцевых выступов соединение выполнено по гор чей посадке , а на другой части - посредством зубчатого

зацеплени .

3. Машина по пп.1 и 2, отличающа с  тем, что опорный и внутренний цилиндры соединены между собой по торцам посредством кольцевых крышек, имеющих на торцах зубцы, размецхенные в пазах, выполненных по торцам указанных цилиндров.

4. Машина ио пп. 1-3, отличающа с  IQ, что она снабжена дополнительными эластичными крышками, герметично закрепленными по торцам опорного цилиндра. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1. Патент Швейцарии ° 516250, кл. Н 02 К 9/10, 1972. 2. Авторское свидетельство СССР Лг 262240, кл. Н 02 к 9/16, 1968.

19 5 6 1 18 / / / //

У/////////// /

А - А

13

18

/

jL