Беспазовый статор электрической машины

 

Сущность изобретения: беспазовый статор электрической машины содержит сердечник 13, группы стержней обмотки 1 и 2, упругую ленту 3, крепежные элементы 9, упругие опорные элементы 4 и опорные профильные прокладки 6 с выступами 7, Упругие опорные элементы 4 прижаты внутренними выступами 10 крепежных элементов к сердечнику статора и боковым сторонам групп стержней. Профильные прокладки 5 прижаты средними выступами 11. а упругая лента 3 зафиксирована внешними выступами 12 крепежных элементов. 3 з.п ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .РЕСПУБЛИК (Зцз Н 02 КЗ/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ql

О

М

1 й

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4876134/07 (22) 19.10.90 (46) 23.08.92. Бюл. ¹ 31 (71) Харьковский политехнический институт им, В.И.Ленина (72) В.Ф,Болюх, С.M.Êîæåìÿêèí и А,Й.Станкевич (56) Патент США ¹4068142,,кл;. Н 02 К 3/48, 1978.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1543499, кл. Н 02 К 3/48, 1987. (54) БЕСПАЗОВЫЙ CTATOP ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

> 5U „„1757027 А1

2 (57) Сущность иэобретения: беспаэовый статор электрической машины содержйт сердечник 13, группы стержней обмотки 1 и 2, упругую ленту 3, крепежные элементы 9, упругие опорные элементы 4 и опорные профильные прокладки 6 с выступами 7. Упругие опорные элементы 4 прижаты внутренними выступами 10 крепежных элементов к сердечнику статора и боковым сторонам групп стержней. Профильные прокладки 5 прижаты средними выступами 11, а упругая лента 3 эафиксирована внешними выступами 12 крепежных элементов, 3 з.п, ф-лы, 2 ил.

1757027

Изобретение относится к электромаши- ментов обмотки за счет упругости опорных ностроению, в частности, к беспазовым ста- элементов. торам электрических машин, Однако улучшение охлаждения обмотки

Известна обмотка статора электриче- беспазового статора электрической машиской машины, в которой стержни обмотки, 5 ны решается не в полной мере, так как теппомещенные в пазы внутренйего немагнит- лообмен между стержнями обмотки и ,ного цилиндра, приклеенного к сердечнику циркулирующим по каналам хладагентом статора, зафиксированы при помощи опор- затруднен упругой опорной лентой, имеюных нитей к штырям, вставленным в парал- щей низкую теплопроводность (косвенное лельные стержни обмотки пазы сердечника 10 охлаждение);Этоприводиткзначительному статора. Размещенные в пазах, на боковой перепаду температур между стержнями и поверхности стержней обмотки; клинья хладагентом, а упругая опорная лента испыобеспечивают надежную фиксацию этих тывает значительные термические нагрузстержней,а выполнение внемагнитном ци- ки, так как соприкасается с нагретыми линдре и сердечнике статора радиальных 15 стержнями обмотки. Поскольку упругая вентиляционных каналов позволяет улуч- опорная лента в обмотке подвержена значишить охлаждение стержней обмотки стато- тельным механическим нагрузкам, то в сочера, повышая надежность обмотки. тании с указанным выше обстоятельством

Недостатком данной обмотки является тех- материал упругой опорной ленты со временологическая сложность фиксации стерж- 20 нем теряет упругие свойства и ухудшает меней обмотки опорными нитями,: ханические свойства, что приводит к расположенными в радиальных каналах и снижению надежности закрепления обмотнедостаточновысокаямеханйческая надеж- ки, Упругая опорная лента многократно изность устройства крепления. гибается под различными углами в разные

Известна обмотка статора электриче- 25 стороны с малыми радиусами изгиба, что ской машины, содержащая находящуюся в также снижает ее механическую прочность. напряженном состоянии опорную замкну- Кроме того, s обмотке сложно обеспечить .тую ленту, охватывающую по внешним и надежную герметизацию каналов для хлабоковым сторонам группу стержйей обмот.- дагента в месте стыка упругая опорная лен. ки прямоугольной формы и прижимающую 30 та —. опорный элемент по всей .длине указанную группу внутренней поверхно- статора. стью к сердечнику статора. В известной об- Цель изобретения — улучшение охлажмотке обеспечивается высокая жесткость дения и повышение надежности. фиксации стержней, которую можно регули- Поставленная цель достигается тем, что, ровать вращением опорных винтов. Однако 35 в беспазовом статоре электрической машиданная конструкция обмотки статора позво- ны, содержащем группы стержней обмотки, ляет обеспечить эффективное охлаждение упругую ленту, образующую расположенстержней обмотки, а также накладывает же- ные между боковыми сторонами групп стерсткие требования на точность изготовления жней обмотки полости каналов, крепежные элементов устройства крепления и требует 40 элементы с выступами, фиксирующими упиндивидуальной, с.учетом особенностей ругие опорные элементы и упругую ленту каждого стержня, его изоляции и т.д., под- между группами стержней обмотки к сер- . гонки размеров клиньев. - .. . дечнику статора, и опорные профильные.

Наиболее близкой к предлагаемой по прокладки, размещенные между внешними технической сущности является обмотка 45 сторонамй групп стержней обмотки и упрубеспазового статора электрической маши- : гойлентой,опорныепрофильныепрокладки ны, содержащая группй стержней, охваты- выполнены в виде ряда поперечно располовающую их упругую опорную ленту, женных относительно групп стержней обприжимающую группы стержней к сердеч- мотки упругих планок с размещенными на нику статора и образующую совместно с 50 краях выступами, охватывающими боковые

6порными элементами, выполненными в ви- стороны групп стержней обмотки, причем де упругих пластин, каналы для хладагента. прижимаемйе к сердечнику статора внутНатяжение упругой опорной ленты осуще- ренними выступами крепежных элементов ствляется за счет распрямления тех же упругие пластины опорных элементов приопорных элементов под воздействием вы- 55 жаты к боковым сторонам групп стержней ступов, расп6ложенных на крепежных эле- обмотки, опорные профильные прокладки ментах, Устройство обеспечивает . зафиксированы средними выступами кредостаточную жесткость фиксации стержней пежных элементов, а упругая лента зафикобмотки, а также позволяет снизить требо- сирована внешними выступами крепежных вания к точности монтажных размеров эле- . элементов.

1757027 ваны волокнами из упругого высокопрочно- 10

20

40 напряжений, так как она непосредственно 45

В предлагаемом устройстве упругая лента 55 практически не изгибается, что также повышает ее надежность, На фиг, 1 показан беспэзовый статор электрической машины, поперечное сечение; на фиг. 2 — вид А на фиг, 1, Кроме того, внутренние, средние и внешние выступы крепежных элементов могут быть соединены с крепежными элементами при помощи резьбового соединения, а на крепежных элементах между упругой лентой и средними выступами крепежных элементов размещены гидроизоляционные прокладки, При этом упругие опорные профильные прокладки могут быть армирого материала, например, из нержавеющей стали.

В беспазовом статоре электрической машины полость каналов для циркуляций хладагента образована двумя боковымй сторонами групп стержней обмотки, внутренней поверхностью сердечника статора и упругой лентой, В качестве хладагента могут использоваться, например, трансформаторное масло, фреон и другие жидкости, обладающие хорошими изоляционными свойствами. (ладагент непосредственно соприкасается с нагретыми участками стержней обмотки, а также с внутренней поверхностью сердечника статара

Непосредственное охлаждение позволяет значительно интенсифицировать теплообменые процессы стэтора электрической машины, 3а счет этого устраняются большие градиенты температур в элементах статора, снижаются термические напряжения изоляционных материалов, что в целом способствует повышению . надежности и долговечности электрической машины.

Кроме того, интенсификации процесса теплообмена за счет непосредственного охлаждения обмотки и за счет-развития поверхности теплообмена позволяет повысить электромагнитную нагрузку статора электрической машины, например; увеличить коэффициент заполнения обмотки статора медью, В предлагаемой конструкции статора упругая лента не испытывает термических не соприкасается с нагретыми участками групп стержней обмотки и сердечника статора и охлаждается хладагентом. Поскольку эта лента не является силовым элементом, а только обеспечивает образование полости каналов, та механические напряжения в ней также малы, что, в сочетании с уменьшением термических напряжений, обеспечивает повышение ее надежности и долговечности.

Беспазовый статор электрической машины содержит ряд групп стержней обмотки, например 1 и 2, упругую ленту 3 и упругие опорные элементы 4. Между внешними сторонами 5 групп стержней обмотки и упругой лентой 3 размещены опорные профильные прокладки 6, выполненные в виде ряда поперечно расположенных относительно групп стержней обмотки упругих пленок с размещенными на краях выступами 7, охватывающими боковые стороны 8 групп стержней обмотки, Между стержнями обмотки 1 и 2 размещены крепежные эле менты 9 с внутренними 10, средними 11 и внешними 12 выступами крепежных элементов. Внутренние, средние и внешние выступы крепежных элементов соединены с крепежными элементами при помощи резьбового соединения, В сердечнике 13 статора выполнены пазы в форме ласточника хвоста, в котором размещены клинья 14.

Крепежные элементы 9 завернуты в резьбовые отверстия клиньев 14.

Прижимаемые к сердечнику 13 статора

5 внутренними выступами 10 крепежных элементов упругие пластины опорных элементов 4 прижаты к.боковым сторонам 8 групп стержней обмотки 1 и 2, Опорные профильные прокладки 6 зафиксированы средними выступами 11 крепежных элементов. Упругая лента 3 зафиксирована внешними выступами 12 крепежных элементов. На крепежных элементах 9 между упругой лентой 3 и средними выступами 11 крепежных

5 элементов размещены гидроизоляционные прокладки 15, обеспечивающие герметизацию полости 16 каналов. Стержни обмотки покрыты изоляционной лентой 17. Между се здечникам 13 статора и группами стержней обмотки размещены изоляционные прокладки 18.

Упругая лента 3 изготовлена из изоляционного высокопрочнаго упругого материала, например, из обрезиненной ткани, пропитанной синтетической смолой. Упругие опорные элементы 4 и упругие опорные профильные прокладки 6 изготовлены из высокопрочных пластмасс, армированных волокнами из упругого высакопрочного материала, например, из нержавеющей стали (показаны на фи;. 1 пунктирными линиями).

Беспазовый статор электрической машины работает следующий образом.

При вращении ротора электрической машины (не показан), по стержням 1 и 2 обмотки протекает ток и возникают электродинамические усилия, стремящиеся переместить стержни относительного сердечника 13 статара. Эти силы, также как и силы тяжести, инерции и другие передэют1757027

10 шины, осуществляется разветвление хладагентэ по сообщающимся каналам и циркуляции его вдоль г1олости 16.. 15

20 высокую надежность

35 ся от стержней на опорные профильные прокладки 6, затем через средние выступы

11 крепежных элементов на сам крепежный элемент 9, и на клинья 14. Поскольку клинья

14 жестко закреплены s сердечнике статора, то происходит компенсация сил. Дополнительное фиксирование групп стержней обмотки от боковых смещений осуществляется упругими опорными элементами 4.

При подаче хладагента, например, трансформаторного масла через коллектор, установленный на одном из торцов маОмывая группы стержней обмотки с трех сторон и сердечник статора с внутренней стороны хладагент снимает выделившееся в обмотке и сердечнике статора тепло

Упругая лента 3 не испытывает ни термических, ни значительных механических напряжений, так как она не является элементом фиксирования обмотки, что обеспечивает ее

Предлагаемый беспэзовый статор легко и технологично монтируется в машине. Уложенные стержни 1 и 2 обмотки фиксируются боковыми сторонами упругих опорных элементов 4, которые, в свою очередь прижимаются к сердечнику 13 статора внутренними выступами 10 крепежных элементов, При этом данные крепежные элементы накручиваются по резьбе на предварительно установленные в клиньях

14 крепежные элементы 9. Затем упругие опорные профильные прокладки 6 равномерно и с зазором устанавливаются на группы стержней обмотки так, чтобы выступы 7 данных прокладок 6 охватывали боковые стороны 8 групп стержней обмотки. После чего накручивают средние выступы 11 крепежных элементов, прижимающих с наружной стороны выступы 7 опорных профильных прокладок. При этом обеспечивается надежное обжатие групп стержней обмотки опорными профильными прокладками и их надежное фиксирование. Затем на крепежные элементы 9 укладывают гидроизоляционная прокладка герметизирует полость 16 каналов от внутренней части машины, 40

Данная конструкция беспазового статора электрической машины позволяет улучшить . охлаждение за счет непосредственного контакта хладагента с тремя сторонами групп стержней обмотки и внутренней поверхностью сердечника статора; повысить надежность за счет снижения термических напряжений и механических нагрузок в упругой ленте; упростить технологию сборки беспазового стэтора. Беспазовый статор может использоваться в высокочастотном синхронном генераторе.

Формула изобретения . 1. Беспазовый статор электрический машины, содержащий сердечник статора, группы стержней обмотки, упругую ленту, образующую расположенные между боковыми сторонами групп стержней обмотки полости каналов охлаждения, крепежные элементы с выступами, фиксирующими упругие опорные элементы и упругую ленту между группами стержней обмотки к сердечнику статора, и опорные профильные прокладки, размещенные между внешними сторонами групп стержней обмотки и упругой лентой, отличающийся тем, что, с целью улучшения охлаждения и повышения надежности, опорные профильные прокладки снабжены нэ краях выступами, охватывающими боковые стороны групп стержней обмотки, упругие опорные элементы прижаты внутренними выступами крепежных элементов к сердечнику статора и боковым сторонам групп стержней обмотки, опорные профильные прокладки зафиксированы средними выступами крепежных элементов, а упругая лента зафиксирована внешними выступами крепежных элементов. 2. Статор по и. 1, отличающийся тем, что внутренние, средние и внешние выступы крепежных элементов соединены с крепежными элементами при помощи резьбового соединения, 3. Статор по пп. и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что на крепежных элементах между упругой лентой и средними выступами крепежных элементов размещены гидроизоляцйонные прокладки.

4. Стэтор по пп. 1-3, отличающийся тем, что опорные профильные прокладки армированы волокнами из упругого высокопрочного материала.

1757027

Вид Я

Составитель С.Кожемякин

Редактор Н.Лазоренко Техред М.Моргентал Корректор H.Áó÷oê

Заказ 3096 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям йри ГКНТ СССР

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

Производственно-йздательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101