SU997184A1 - Электрическа машина - Google Patents

Description

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к крупным ¹ электрическим машинам, гидрогенераторам с воздушной системой вентиля- 5 ции.

Известна электрическая машина, содержащая верхнюю и нижнюю крестовины, статор и ротор с вентиляционными каналами, воздухоохладители, воздухо- ·, q разделяющие щиты в зоне лобовых частей и торцов машины. В описанной машине корпус снабжен центральным отверстием и боковыми отверстиями в зонах торцовых элементов, ас целью повышения эффективности охлаждения *5 торцовых элементов машина снабжена радиальными перегородками, образующими с торцовыми элементами статора каналы, сообщающиеся с боковыми отвёрстиями корпуса. Воздухоохладители установлены по наружному диаметру корпуса статора на полых переходных патрубках. На участке расположения каждого из охладителей в месте его крепления к патрубку в обшивке корпуса статора предусмотрены окна, выполненные в размерах, близких к размерам патрубка и охладителя. Эти окна выполняются с целью обеспечения выпуска воздуха через переходной пат- 30 рубок на охладитель, а также возможности наблюдения за состоянием спинки сердечника статора и деталей крепления сердечника во время эксплуатации машины [1].

Для обеспечения наблюдения и возможности доступа к спинке и деталям крепления сердечника статора в вер- т.икальной стенке патрубка необходимо иметь входную дверь. Чтобы пройти в патрубок и обеспечить нормальный доступ к объекту осмотра дверь должна быть достаточно широкой, но из-за малых габаритов переходного патрубка это не представляется воз- . можным выполнить. Увеличение же радиальных -размеров патрубка приводит соответственно к· увеличению диаметра фундаментного стакана генератора, а также к увеличению расстояния между осями гидроагрегатов, что связано с дополнительными расходами металлов, строительных материалов и повышенными трудозатратами. Съем воздухоохладителей с машины, находящейся в эксплуатации, для осмотра или про·^ ведения каких-либо работ по замене вышедших из строя' элементов крепления сердечника статора потребует операций по отсоединению охладителя· от патрубка и водяного коллектора, а также разборки части перекрытия верхней крестовины для. возможности пере-’ носа воздухоохладителя в сторону от корпуса статора, а при необходимости И выема его в машзал с помощью крана, имеющегося на ГЭС-. Проведение указанных операций связано с применением малопроизводительного ручного труда и создает дополнительную загрузку уникального подъемного оборудования ГЭС. Кроме этого, в описанной машине возникают потери потока охлажденного воздуха, связанные с наличием на пути прохождения этого потока сопротивлений, представляющих собой элементы |5 конструкции и фундамента, так, например, для нижнего охлаждающего ^! . потока - тумбы, решетки и другие элементы фундамента, а для верхнего охлаждающего потока - лапы верхней крес«&» товины, что, в свою очередь, приво- ⁰⁹ дит к неравномерному распределению воздушного потока, нагреву и преждевременному выходу из строя активных частей. . '

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является электрическая машина, преимущественно гидрогенератор, содержащая верхнюю и нижнюю крестовины, статор в корпусе с фланцами и ротор с вентиляционными каналами, воздухоохладители, установленные в зоне верхнего и нижнего фланцев корпуса, и воздухоразделяющие ты в зоне лобовых частей .и торцов машины [2].

. Указанная конструкция также не обеспечивает улучшения охлаждения уменьшения массогабаритных показателей.

Целью изобретения является улучшение охлаждения активных и уменьше-. ние массогабаритных показателей.

Поставленная цель достигается тем, что в электрической машине, содержа- 45 щей верхнюю и нижнюю крестовины, статор в корпусе с фланцами и ротор с вентиляционными каналами, воздухоохладители, установленные в зоне верхнего и нижнего фланцев корпуса,и воздухо- ί-η разделяющие щиты в зоне лобовых час- . тей и торцов машины,одни из воздухоохладителей установлены между лапами верхней крестовины и закреплены на верхнем фланце корпуса статора,на вы-₍__ ходе воздуха из верхнего вентиляцион-⁵³ ного канала,а другие,расположенные в зоне нижнего фланца корпуса статора на выходе воздуха из нижнего вентиляционного канала.

Установка охладителей в зоне верхнего и нижнего охлаждающих потоков воздуха и отсутствие препятствий на пути потока охлаждающего воздуха улучшает охлаждение активных частей ^; машины, новое расположение охладите10 щи35 лей исключает переходные патрубки между корпусом статора и охладителем, что позволит сэкономить значительное количество листовой стали, исключение патрубков и новая установка охладителей позволяют сократить диаметр фундаментного стакана и расстояние между осями гидроагрегатов на многоагре.гатной ГЭС, что позволит сэкономить строительные материалы и трудозатраты. Известные гидрогенераторы с воздушными системами охлаждения имеют охладители, вынесенные за корпус статора, с переходными патрубками. Сравнение предлагаемого гидрогенератора с базовым объектом показывает его существенные преимущества.

На фиг. 1 изображена предлагаемая электрическая машина,продольных разрез; на фиг. 2 - часть машины, вид сверху с расположением охладителей верхнего и нижнего яруса (перекрытие снято).

Электрическая машина содержит сердечник статора 1 с корпусом 2 и ротор 3 с ободом '4. Обод 4 снабжен вентиляционными каналами 5,а статор 1 вентиляционными каналами 6 для про- . хождения охлаждающего воздуха.

Воздухоохладители 7 и 8 расположены двумя ярусами. Воздухоохладители 7 верхнего яруса расположены между лапами 9 верхней крестовины 10 и закреплены на верхнем фланце 11 корпуса 2. Этот ярус охладителей предназначен для охлаждения верхнего потока 12 воздуха.

Для охлаждения нижнего потока 13 вблизи нижнего фланца 14 корпуса 2 на выходе из вентиляционного оканала 15 расположены охладители 8.

Для наиболее правильной организации, движения охлаждающего воздуха в зоне верхнего потока 12 установлены щиты 16, а для нижнего потока 13 щиты 17.

Для прохода потоков 18.и 19 в остове ротора выполнены окна 20 и 21.

Каждый из ярусов охладителей может быть подключен параллельно водяной 'магистрали ГЭС или иметь автономное водообе'спечение.

Система вентиляции работает следующим образом.

При работе гидрогенератора ротор 3, служащий в качестве напорного элемента, затягивает потоки .18 и 19 охлаждающего воздуха, поступающие от охладителей 7 и 8, которые через окна 2.0 и 21 в остове ротора 3 направляются в вентиляционные каналы 5 обода 4 ротора 3 и вентиляционные каналы 6 сердечника статора 1, охлаждая активные части машины. Нагретый воздух проходит через корпус 2 статора и, разделяясь на два потока 12 и 13, поступает на охладители 7 ’ и 8 нижнего и верхнего яруса.

В процессе работы машины цикл про^ хождения и охлаждения ποτόκοβ повторяется, обеспечивая требуемый тепловой режим машины.Отсутствие препятствий на пути верхнего и нижнего потоков и установка охладителей непосред-³ ственно в зоне прохождения верхнего и „нижнего охлаждающих потоков воздуха позволяет выравнить тепловое состояние верхних и нижних торцовых частей обмотки,сердечника и корпуса статора.

Предложенная установка охладителей исключает изготовление и установку переходных патрубков, что позволяет сэкономить около 6000 кг листовой конструкционной стали только на одном гидрогенераторе.

,3а счет рационального размещения охладителей возможно уменьшить диаметр фундаментного стакана на 8001000 мм, что, в свою очередь, позволяет сократить расстояние между гидроагрегатами до 1 м, что снизит расходы на строительно-монтажные материалы на теле плотины в сотни тонн, а также значительно снизить трудозатраты.

Это предложение даст наибольший экономический эффект на многоагрегатной ГЭС.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к электрома шиностроению, в частности к крупным электрическим машинам, гидрогенераторам с воздушной системой вентил ции . Известна электрическа  машина, со держаща  верхнюю и нижнюю крестовины статор и ротор с вентил ционными каналами , воздухоохладители, воздухораздел ющие щиты в зоне лобовых частей и торцов машины. В описанной маш .ине корпус снабжен центральным отверстием и боковьлми отверсти ми в зо нах торцовых элементов, ас целью повышени  эффективности охлаждени  торцовых элементов машина снабжена радиальными перегородками, образующи ми с торцовыми элементами статора ка налы, сообщающиес  с. боковыми отверсти ми корпуса. Воздухоохладители установлены по наружному диаметру корпуса статора на полых переходных патрубках. На участке расположени  каждого из охладителей в месте его креплени  к патрубку в обшивке корпуса статора предусмотрены окна, выполненные в размерах, близких к размерам патрубка и охладител . Эти окна выполн ютс  с целью обеспечени  выпуска воздуха через переходной пат рубок на охладитель, а также возможности наблюдени  за состо нием спинки сердечника статора и деталей креплени  сердечника во врем  эксплуатации машины 1. Дл  обеспечени  наблюдени  и возможности доступа к спинке и детал м креплени  сердечника статора в вер- тикальной стенке патрубка необходимо иметь входную дверь. Чтобы пройти в патрубок и обеспечить нормальный доступ к объекту осмотра дверь должна быть достаточно широкой, но из-за малых габаритов переходного патрубка это не представл етс  воз- . можным выполнить. Увеличение же радиальных -размеров патрубка приводит соответственно к- увеличению диаметра фундаментного стакана генератора, а также к увеличению рассто ни  между ос ми гидроагрегатов, что св зано с дополнительными расходами металлов , строительных материалов и повышенными трудозатратами. Съем воздухоохладителей с машины, наход щейс  в эксплуатации, дл  осмотра или проведени  каких-либо работ по замене вышедших из стро элементов креплени  сердечника статора потребует операций по отсоединению охладител , от патрубка и вод ного коллектора, а также разборки части перекрыти  верх ней крестовины дл . возможности переноса воздухоохладител  в сторону от корпуса статора, а при необходимости И выема его в машзал с помощью крана Имеющегос  на ГЭС-. Приведение указан ных операций св зано с применением малопроизводительного ручного труда и создает дополнительную загрузку уникального подъемного оборудовани  ГЭС, Кроме этого, в описанной машине возникают потери потока охлажденного воздуха, св занные с наличием на пути прохождени  этого потока сопротив лений, представл ющих собой элементы конструкции и фундамента, так, напри мер, дл  нижнего охлаждак дего потока - тумбы, решетки и другие эле менты фундамента, а дл  верхнего охлаждающего потока - лапы верхней кре товины, что, в свою очередь, приводит к неравномерному распределению воздушного потока, нагреву и преждевременному выходу из стро  активных частей, . Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  электрическа  машина, преимущественно гидрогенератор , содержаща  верхнюю и нижнюю крестовины, статор в корпусе с фланцами и ротор с вентил ционными каналами , воздухоохладители, установленные в зоне верхнего и нижнего фланцев корпуса, и воздухораздел ющие щи ты в зоне лобовых частей и торцов машины,2. . . Указанна  конструкци  также не обеспечивает улучшени  охлаждени  и уменьшени  массогабаритнЕдх показателей . Целью изобретени   вл етс  улучшение охлаждени  активных и уменьше,ние массогабаритных показателей. Поставленна  цель достигаетс  тем что в электрической машине, содержащей верхнюю и нижнюю крестовины, ста тор в корпусе с фланцами и ротор с вентил ционными каналами, воздухоохл дители, установленные в зоне верхнег и нижнего фланцев корпуса,и воздухораздел к цие щиты в зоне лобовых частей и торцов машины,одни иэ воздухоо ладителей установлены между лапами верхней крестовины и закреплены на верхнем фланце корпуса статора,на вы ходе воздуха из верхнего вентил цион ного канала,а другие,расположенные в зоне нижнего .фланца корпуса статора на выходе воздуха из нижнего вентил  ционного канала. Установка охладителей в зоне верх него и нижнего охлаждающих потоков воздуха и отсутствие преп тствий на пути потока охлаждающего воздуха улучшает охлаждение активных частей машины, новое расположение охладителей исключает переходные патрубки между корпусом статора и охладителем, что позволит сэкономить значительное количество листовой стали, исключение патрубков и нова  установка охладителей позвол ют сократить диаметр фундаментного стакана и рассто ние между ос ми гидроагрегатов на многоагрегатной ГЭС, что позволит сэкономить строительные материалы и трудозатраты. Известные гидрогенераторы с воздушными системами охлаждени  имеют охладители, вынесенные за корпус статора , с переходными патрубками. Сравнение предлагаемого гидрогенератора с базовым объектом показывает его существенные преимущества. На фиг. 1 изображена предлагаема  электрическа  машина,продольных разрез; на фиг. 2 - часть машины, вид сверху с располоисением охладителей верхнего и нижнего  руса (перекрытие сн то). Электрическа  машина содержит сердечник статора 1 с корпусом 2 и ротор 3 с ободом 4. Обод 4 снабжен вентил ционными каналами 5,а статор 1 вентил ционными каналами б дл  про- , хождени  охлаждающего воздуха. Воздухоохладители 7 и 8 расположены двум   русами. Воздухоохладители 7 верхнего  руса расположены между лапами 9 верхней крестовины 10 и закреплены на верхнем фланце 11 корпуса 2. Этот  рус охладителей предназначен дл  охлахщени  верхнего потока 12 воздуха. Дл  охлаждени  нижнего потока 13 вблизи нижнего фланца 14 корпуса 2 на выходе из вентил ционного оканала 15 расположены охладители 8. Дл  наиболее правильной организации движени  охлаждающего воздуха в зоне верхнего потока 12 установлены щиты 16, а дл  нижнего потока 13 щиты 17. Дл  прохода потоков 18.и 19 в остове ротора выполнены окна 20 и 21, Каждый из  русов охладителей может быть подключен параллельно вод ной магистрали ГЭС или иметь автономное водообеспечение. Система вентил ции |заботает следукадим образом. При работе гидрогенератора ротор 3, служащий в качестве напорного элемента , зат гивает потоки .18 и 19 охлажданицего воздуха, поступающие от охладителей 7 -и 8, которые через окна 2.0 и 21 в остове ротора 3 направл ютс  в вентил ционные каналы 5 обода 4 ротора 3 и вентил ционные каналы 6 сердечника статора 1, охлажда  активные части машины. Нагретый воздух проходит через корпус 2 статора и, раздел  сь на два потока 12 и 13, поступает на охладители 7 и 8 нижнегои верхнего  руса. В процессе раооты машины цикл прО хождени  и охлаждени  потбков повтор етс , обеспечива  требуемый тепловой режим машины.Отсутствие преп тст вий на пути верхнего и нижнего потоков и установка охладителей непосред ственно в зоне прохождени  верхнего и нижнего охлаждающих потоков воздух позвол ет выравнить тепловое состо ние верхних и нижних торцовых частей обмотки,сердечника и к.орпуса статора Предложенна  установка охладителей исключает изготовление и установ ку переходных патрубков, что позвол ет сэкономить около 6000 кг листовой конструкционной стали только на одном гидрогенераторе. .За счет рационального размещени  охладителей возможно уменьшить диаметр фундаментного стакана на 8001000 мм что, в свою очередь, позвол ет сократить рассто ние между гидроагрегатами до 1 м, что снизит расходы на строительно-Монтажные материалы на теле плотины в сотни тонн, а также значительно снизить трудозат раты. Это предложение дас.т наибольший экономический эффект на многоагрегат ной ГЭС. Ю Формула изобретени  Электрическа  машина, преибмущест. венно гидрогенератор, содержаща  верх нюю и нижнюю.крестовины, статар в корпусе с фланцами и ротор с вентил ционными каналами, воздухоохладители, установленные в зоне верхнего и нижнего фланцев , и воэдухораэдел ющие щиты в зоне лобовых частей и торЦов машины, о т л -и ч а ю ц а   с   тем, что, с целью улучшени  охлаждени  и уменьшени  4accoгaбa(иvных показателей, одни из воздухоозсладителей установлены между лапами вврх ней крестовины и закреплены на верхнем фланце корпуса ста,торд г на-выходе воздуха из верхнего вентил циоин.ого канала, а другие, расположенные в зоне нижнего фланца корпуса статора - на выходе воздуха из Нижнего вентил ционного канала. Источники информации, прин тые во вниман-ие при экспертизе 1.Авторское свидетельстг-) СССР № 603058, кл. Н 02 К 9/04, 1978.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 657526, кл. Н 02 К 9/18, 1977. 7 I / /

   II

   в

   ug.Z