SU786806A1

SU786806A1 - Ротор электрической машины с криогенным охлаждением

Info

Publication number: SU786806A1
Application number: SU792792694A
Authority: SU
Inventors: Ф.М. Бабенко; Б.И. Веркин; Н.С. Гриненко; В.И. Коробов; В.П. Лелюк; Е.И. Марьянин; В.И. Михайлюк
Original assignee: Физико-технический институт низких температур АН УССР
Priority date: 1979-07-09
Filing date: 1979-07-09
Publication date: 1983-07-07
Also published as: DD158199A3; CS235910B1

Description

(5) РОТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ С КРИОГЕННЫМ ОХЛАЖДЕН1 ЕМ Изобретение относитс к электротехнике , в частности к роторам элект рических машин с криогенным охлаждением . Известны электрические машины с криогенным охлаждением, роторы которых содержат внутренний немагнитный цилиндр с охлаждаемой обмоткой возбу дейи и наружный теплоизолирующий экран, сопр женные с возможностью осевого перемещени друг относительно друга СП. Подвижное сопр жение внутреннего немагнитного цилиндра и наружного теплоизолирующего экрана необходимо дл компенсации температурных деформаций , по вл ющихс п()и захолаживании ротора. Известна также электрическа машина с криогенным охлаждением,, включающа ротор, содержащий внутренний немагнитный цилиндр с закрепленной на нем обмоткой возбуждени и распоопта

1-::тт пщ ложенный коаксиально ему наружный теплоизолирующий экран 2 J. Немагнитный цилиндр и наружный экран ротора со стороны привода жест ко соединены с одной общей цапфой вала, а с другой стороны ротора наружный экран по подвижной посадке соединен посредством центрирующих и передающих вращающий момент шпонок (штифтов) с немагнитным цилиндром, который в свою очередь жестко соединен с другой цапфой вала. Штифты расположены по периметру подвижной посадки. Герметичность вакуумированной полости обеспечиваетс вакуумноплотным эластичным сильфоном. Такое соединение немагнитного . цилиндра с теплоизолирующим экраном и цапфами вала ротора обеспечивает компенсацию взаимных осевых деформаций внутреннего цилиндра и наружного экрана, возникающих за счет их различных рабочих температур, и дает

возможность передавать крут щий момент .

Однако в известном устройстве упом нутое подвижное соединение не исключает возможности по влени зазора между сопр гаемыми элементами при рабочих температурах ротора. Как показывает расчеты, в рабочем режиме ротора температура наружного экрана может быть на К выше комнатной в то врем как температура немагнитного цилиндра в месте его сопр жени с наружным экраном на 20-30 К ниже ее Следовательно, перепад температуры между этими элементами ротора может достигать О-УО К.

По вление зазора лишает ротор жесткости и приводит к неуравновешенности сил инерции, что в конечном итоге вызывает дополнительные поперечные колебани ротора и повышает уровень вибраций. Повышение вибраций может нарушить рабочий режим работы машины, привести к расстройке, управлени и регулировани , искажеНИИ показаний приборов, наконец, вызвать усиленный износ и поломку машины , т. е. существенно снизить эксплуатационную надежность.

Уменьшение вибрации, вызываемой неуравновешенностью ротора, может быть достигнуто за счет снижени остаточной неуравновешенности, т.е. ликвидации любых конструктивных и технологических причин по влени на роторе небаланса. Это означает, что в конструкции не должно быть нарушений осевой симметрии.

Цель изобретени - обеспечение жесткости ротора в рабочем режиме.

Поставленна цель достигаетс тем что в подвижном соединении немагнитного цилиндра и теплоизолирующего экрана по крайней мере один из сопр женных элементов снабжен расклинивающим конусным элементом.

При этом конусный элемент может быть выполнен упругим, размещен на теплоизолирующем экране и сопр жен с установленным на немагнитном цилиндре упорным кольцом.

Конусный элемент может быть также размещен на немагнитном цилиндре и сопр жен с установленным на теплоизолирующем экране упорным кольцом.

Подвижное соединение теплоизолирующего экрана и немагнитного цилиндра целесообразно дополнительно снабдить

передающими момент элементами, например шпонками.

Предложенное техническое решение позвол ет, во-первых, обеспечить компенсацию взаимных осевых деформаций немагнитного цилиндра и теплоизолирующего экрана в режиме захолаживани ротора; во-вторых, произвести заклинивание упом нутого подвижного соединени в рабочем режиме ротора и тем . самым обеспечить необходимую жесткость ротора.

На фиг. 1 представлен продольный разрез ротора со стороны подвижного соединени немагнитного цилиндра и теплоизолирующего экрана; на фиг. 2и 3 - варианты выполнени узла А на фи г. 1 .

Машина имеет сверхпровод щую обмотку 1, внутренний немагнитный цилиндр 2, наружный теплоизолирующий экран 3, вакуумиррванную полость , сильфон 5, цапфу вала .6, шпонки 7t упорное кольцо 8, конусный элемент 9, стопорные кольца 10 и опоры вала П .

Конусный элемент 9 выполнен упругим и может быть установлен по прессовой , посадке на немагнитном цилиндре 2 (фиг. 2) или на теплоизолирующем экране 3 (фиг. 3). Упорное кольцо 8 (фиг. 2 и 3) может быть установлено по прессовой посадке в теплоизолирующем экране 3 или на немагнитном цилиндре 2. Осевые перемещени конусного элемента и упорного кольца ограничены стопорными кольцами 10.

При охлаждении ротора до рабочих температур конусный элемент 9(фиг,2) установленный на немагнитном цилиндре 2, перемещаетс в сторону привода относительно упорного кольца 8 за счет температурных изменений размеров немагнитного цилиндра и теплоизолирующего экрана (дл случа фиг, 3 перемещаетс упорное кольцо 8), Температурное сокращение немагнитного цилиндра при охлаждении обмотки воз буждени жидким гелием происходит при перепаде температур от 300 Поэтому прин то, чтоперемещаетс конусный элемент (фиг. 2) или упорное кольцо (фиг. 3), закрепленные на немагнитном цилиндре.

Claims

Перемеща сь друг относительно друга , упом нутые элементы в рабочем состо нии ротора заклинивают подвижное соединение немагнитного цилиндра и теплоизолирующего экрана и тем самым обеспечивают жесткость ротора, близкую к жесткости ротора с неподвижной например с прессовой, посадкой. Таким образом, предложенное техническое решение при рабочих температурах ротора обеспечивает точность центровки теплоизолирующего экрана относительно немагнитного цилиндра за счет упругих свойств конусного элемента, исключает зазор между этими элементами ротора, повышает жесткост ротора, снижает нарушение осевой симметрии ротора, что уменьшает попереч ные колебани ротора. . Предложенное техническое решение найдет широкое применение в электрических машинах с криогенным охлаждением мощностью выше О МВт. Формула изобретени 1 . Ротор электрической машины с криогенным охлаждением, содержащий внутренний немагнитный цилиндр со сверхпровод щей обмоткой возбуждени и расположенный коаксиально ему теплоизолирующий экран, соединенные друг с другом на одном конце жестко, а на другом - подвижно с уплотнением вакуумной полости между экраном и немагнитным цилиндром вакуумноплотным эластичным элементом, например сильфо ном, отличающийс тем, 7

Фаг./ 66 что, с целью обеспечени жест кисти в рабочем режиме, в подвижном соединении немагнитного цилиндра и теплоизолирующего экрана по крайней мере один из сопр женных элементов снабжен расклинивающим конусным элементом. 2.Ротор электрической машины по Л. 1, отличающийс тем, что упом нутый конусный элемент выполнен упругим. 3.Ротор электрической машины по ПП.1 и2,. отличающийс тем, что конусный элемент размещен на немагнитном цилиндре и сопр жен с установленным на теплоизолирующем экране упорным кольцом. . Ротор электрической машины по пп.1и2, отличающийс тем, что конусный элемент размещен на теплоизолирующем экране и сопр жен с установленным на немагнитном цилиндре упорным кольцом. 5. Ротор электрической машины по п. 1, отличающийс тем, что подвижное соединение теплоизолирующего экрана и немагнитного цилиндра дополнительно снабжено передающими момент элементами, например шпонками. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3679920, кл. 310-10, 1972.
2. Авторское свидетельство СССР № 508870, кл. Н 02 К 9/16, 1973.

Фиг. 2