Статор электрической машины

 

СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, преимущественно вертикального исполнения , содержащий сердечник, набранньй из пакетов, между которыми расположены охладительные элементы. сварной корпус, включающий горизонтальные полки, вертикальные ребра, распорные угольники, брусья для . крепления пакетов, напорный и сливной коллекторы, соединенные с закрытыми на одном конце стояками, подводящие и отводящие трубки, соединяющие упомянутые охладительные элементы со стоякагда, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности коллекторы со стояками расположены снаружи корпуса, причем напорный коллектор размещен в зоне верхней части корпуса, a сливной коллектор - в зоне нижней части § корпуса, и подводящие и отводящие трубки каждого охладительного элемен (Л та расположены между соседними брусьяС f-m, распорными угольниками и вертикальными ребрами. §

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК за Н 02 К 9 19

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3576971/24-07 (22) 11.04.83 (46). 30.09.84. Вюл. ¹ 36 (72) Н.Ф. Кузьмин, Л.А. Суханов, В.П. Лошкарев и Г.К. Сапунов (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромашиностроения (53) 621 ° 313.713(088.8) (56) 1. ASEA Iournal, !968, т. 41, № 12, с. 171- 174.

2. "Электротехника", 1974, № 2, с, 24-26.

3. Патент США № 2099575,кл.310-57, опублик. 1936 ° (54)(57) CTATOP ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ MAIHHHbt, преимущественно вертикального исполнения, содержащий сердечник, набранный из пакетов, между которыми расположены охладительные элементы, „„SU„„1116498 А сварной корпус, включающий горизонтальные полки, вертикальные ребра, распорные угольники, брусья для крепления пакетов, напорный и сливной коллекторы, соединенные с закрытыми на одном конце стояками, подводящие и отводящие трубки, соединяющие упо- мянутые охладительные элементы со стояками, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности коллекторы со стояками расположены снаружи корпуса, причем напорный коллектор размещен в зоне верхней части корпуса, а сливной коллектор — в зоне нижней части корпуса, и подводящие и отводящие 9 трубки каждого охладительного элемента расположены между соседними брусьями, распорными угольниками и верти- 1 С кальными ребрами.!

116498

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано в вертикальных машинах с жидкостным, в частности водяным, охлаждением сердечника статора, например в.гидрогенераторах.

Известен статор электрической машины, где наряду с непосредственным жидкостным охлаждением обмоток используются для повышения КПД и интенсив- 10 ности охлаждения машины элементы, встраиваемые в сердечник, внутри которых циркулирует жидкость. Конструкция таких охладительных элементов может быть различной. Наиболь- 15 ший эффект охлаждения получается в случае, когда охладительный элемент запрессовывается между пакетами сердечника равномерно по его длине, по существу на местах радиальных венти- 20 ляционных каналов в машинах с газовым охлаждением (1g.

По условию изготовления размеры охладительного элемента ограничены, % поэтому в крупных машинах, например мощных гидрогенераторах, число элементов измеряется сотнями штук. Возникает задача, каким образом обеспечить конструктивно простое и надежное гидравлическое соединение всех охлади- 30 тельных элементов по оптимальной схеме и обеспечить удобный подвод к ним жидкости от питающих насосов. При этом необходимо также. обеспечить удобства эксплуатации и ремонтопригодность охлаждающей системы, достигнуть экономии расхода материалов при изготовлении.

Известен статор, в частности, тур-40 богенератора с водяным охлаждением сердечника статора при помощи охладительных элементов, размещенных равномерно между пакетами в аксиальном по длине и тангенциальном по окружно.45 сти направлениях сердечника статора.

Гидравлические соединения подводящих и отводящих трубок с охладительными элементами и аксиальными трубами осуществлены резиновыми либо тефло- 50 новыми шлангами. При этом все соединительные элементы расположены внут. ри корпуса статора, включая напорный и сливной коллекторы, которые располо. жены с одного края сердечника стато- 55 ра. В обшивке корпуса имеются окна для монтажа и визуального контроля за гидравлическими трактами (23.

Недостатки конструкции - труднодоступность соединений охладительных элементов, ослабление прочности обшивки корпуса, возможность попада-ния жидкости на сердечник статора в случае течи в соединениях.

Наиболее близким по конструктивному решению к предлагаемому является статор электрической машины, пре-, имущественно вертикального исполнения, содержащий сердечник, набранный из пакетов, между которыми расположены охладительные элементы, сварной корпус, включающий горизонтальные полки„ вертикальные ребра, распорные угольники, брусья для крепления пакетов, напорный и сливной коллекторы, соединенные с закрытыми на одном конце стояками, подводящие и отводящие трубки, соединяющие упомянутые охладительные элементы со стояками (3 g.

Такое расположение обуславливает следующие недостатки: неизбежное нарушение целостности горизонтальных ролок, через которые пропускаются стояки, сложность монтажа и ремонта машины, опасность попадания жидкости на сердечник при появлении течи в многочисленных соединениях, ограниченность визуального наблюдения н контроля соединений.

В мощных, особенно тихоходных гидрогенераторах габариты статора достигают больших размеров (наружные диаметры составляют 10-15 м), радиальное расстояние между сердечником и обшивкой корпуса оказывается относительно небольшим — 1-1,5 м.

Сварной корпус образован .большим количеством конструктивных элементов для обеспечения несущей способности и достаточной жесткости. В этих условиях возрастает количество охладительных элементов и возникают конструктивные трудности с размещением водоводов внутри корпуса.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в статоре электрической машины, преимущественно вертикального исполнения, содержащем сердечник, набранный из пакетов, между которыми расположены охладительные элементы, сварной корпус, включающий горизон" тальные полки, вертикальные ребра, распорные угольники, брусья для

11164 крепления пакетов, напорный и сливной коллекторы, соединенные с закрытыми на одном конце стояками, подводящие и отводящие трубки, соединяющие упомянутые охладительные элементы со стояками, коллекторы со стояками расположены снаружи корпуса, причем напорный коллектор размещен в зоне верхней части корпуса, а сливной коллектор — в зоне нижней части 1р корпуса, и подводящие и отводящие трубки каждого охладительного элемента расположены между соседними брусьями, распорными угольниками и вертикальными ребрами. 15

На фиг. 1 изображена одна шестая часть статора вертикального гидрогенератора с жидкостным охлаждением сердечника, разрез А-А на фиг. 2, на фиг. 2 — то же, разрез, Б-Б на 20 фиг. 1; на фиг. 3 — корпус этой части статора и закрепленные на обшивке корпуса кольцевые коллекторы и стояки с соединениями, вид В на фиг. 1.

Предлагаемый статор электрической 25 машины содержит набранные из листов электротехнической стали пакеты сердечника 1, которые закреплены на брусьях 2 и стянуты в аксиальном направлении нажимными плитами 3 с паль-Зо цами 4. Между пакетами сердечника 1 расположены охладительные элементы 5., варной корпус статора 6 состоит из обшивки корпуса 7, горизонтальных полок 8 вертикальных ребер 9, расЭ

35 порных угольников 10.

Змеевики 11 охладительных элементов 5 при помощи напорных трубок 12 и сливных трубок 13 подсоединены соответственно к напорным стоякам 14 и сливным стоякам 15 при помощи соединений 16.

Один конец стояков 14 и 15 наглухо закрыт. Вторым концом они присоединены соответственно к напорному кол- 45 лектору 17 и сливному коллектору 18. помощью кронштейнов 19 и 20 коллек-., оры 17 и 18 закреплены на обшивке кор пуса 7 статора. При этом напорный коллектор 17 размещен вблизи верхнего 5р края обшивки корпуса 7, а сливной коллектор 18 — вблизи ее нижнего края.

Фланец 21 (см. фиг. 3) служит для соединения напорного коллектора 17 с трубой подачи охлаждающей жидкости 55 (не показана), а фланец 22 служит для соединения сливного коллектора

18 с трубой слива охлаждающей жид98 4 кости (не показана) . Фланцы 23 и 24 предназначены для объединения коллекторов 17 и .18 всех частей статора в единое кольцо.

В случае автономного охлаждения каждой части статора коллекторы 17 и 18 в зонах фланцев 23 и 24 должны быть заглушены. На фиг. 2 видно, что коллекторы 17 и 18, стояки 14 и 15 и их соединения 16 вынесены наружу за обшивку корпуса 7. Напорные трубки 12 и сливные трубки 13 (см. фиг.2) расположены между соседними брусьями 2, распорными угольниками 10, вертикальными ребрами 9 и горизонтальными полками 8, поэтому для упомянутых трубок не требуется проходных отверстий либо:пазов в корпусе статора.

Устройство работает следующим образом.

От напорного коллектора 17 жидкость поступает в напорные стояки

14 и по напорным трубкам 12 пойадает в змеевики 11 охладительных элементов

5 (см. фиг. 1-3). Тепло от пакетов сердечника 1 отбирается в змеевик 11 охладительного элемента 5, откуда выносится с водой по сливной трубке

13 в сливной стояк 15 и далее в сливной коллектор 18, затем, пройдя теплообменник (не показан) и насосы (не показаны) снова попадает в напорный коллектор 17. Конструкция предлагаемо". го статора обеспечивает параллельное гидравлическое соединение всех охладйтельных элементов 5 по высоте.

Размещение коллекторов и стояков снаружи корпуса статора и вывод к ний соединительных трубок позволяет выпол. нить многочисленные гидравлические соединения снаружи корпуса, не опаса-. ясь их протечек. Кроме того, существенно упрощается конструкция статбра машины, так как механически не нарушаются его несущие конструктивные элементы. Значительно упрощаются монтаж, ремонт и контроль гидравлической системы.

Подача охлаждающей воды сверху, а слив снизу корпуса машины вслед".. ствие предложенного расположения напорного и сливного коллекторов дает дополнительный гидравлический на рор и обеспечивает быстрый слив жид кости Hs системы даже при остановленном насосе.

Существенно также, что общее сопротивление участков стояков для кал11116498 дого охладительного элемента одинаково. Это обеспечивает равномерность распределения жидкости по охладительным элементам. Действительно, для любого охладительного элемента путь жидкости делится на два участка: от напорного коллектора до охладительного элемента и от последнего до сливного коллектора, таким образом путь жидкости по стоякам всегда равен длине одного стояка. В случае расположения сливного и напорного коллектора с одного края статора либо посредине его (как в устройстве-прототипе) путь жидкости по стоякам неодинаков для разных охладительных элементов и зависит от их удаленности от коллекторов.

i 16498

1116498

Яип Ю

Составитель Л. Карцева ,Редактор N. Циткина Техред И.Кузьма Корректор А. Тяско

Заказ 6942/42. Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4