Полюс ротора синхронной явнополюсной машины
Использование: электромашиностроение. Сущность изобретения: сердечник полюса имеет форму усеченной четырехгранной пирамиды, основание которой находится вверху (от вала) и боковые грани образуют при вершине угол , две торцовые грани . Обмотка возбуждения насаживается на сердечник полюса без зазора между боковыми гранями и по торцовым граням закрепляется клиньями, которые образуют угол с нормалью к оси вращения В торцовых частях катушка имеет сквозные вентиляционт4 е канаты шириной 6.15 мм. Стенки и ось вентиляционного канала образуют с нормалью к оси вращения угол Э( 20°). 2 ил. .
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4858040/07 (22) 07.08.90 (46) ЗОЛ1.93 Бюл. Йа 43-44 (71) Институт прикладной физики АН Молдовы (72) Фурсов С.П„Сафронов И.И„Гнусин Б.П.; Елисеев В.И„Ерин Вл,; Трещев Л.И. (73) Гнусин Борис Петрович (54) ПОЛЮС РОТОРА СИНХРОННОЙ ЯВНОПОЛЮСНОЙ МАШИНЫ (57) Использование: злектромашино строение.
Сущность изобретения: сердечник полюса имеет форму усеченной четырехгранной пирамиды, осно(19) RRU U(11) 2004047 С1 (51) 5 Н02К3 Я
2 ванне которой находится вверху (от вала) и боковые грани образуют при вершине угол 2а>0, две торцовые грани а;-О. Обмотка возбуждения насаживается на сердечник полюса без зазора между боковыми гранями и по торцовым граням закрепляется клиньями, которые образуют угол с нормалью к оси вращения. В торцовых частях катушка имеет сквозные вентипяционяйе каналы шириной 6 15 мм.
Стенки и ось вентиляционного канала образуют с нормалью к оси вращения угол P(0 2004047 Изобретение относится к электротехнике, в частности к роторам синхронных явнополюсных электрических машин, с и 500 об/мин. Известны конструкции полюса ротора явнополюсной синхронной электрической машины, содержащей ферромагнитный сердечник полюса с параллельными стенками (сплошного или шихтованного) с полюсным башмаком и демпферной обмоткой и обмоткой возбуждения, Существенным недостатком указанных исполнений полюса ротора является то, что между параллельными стенками полюса в виде параллелепипеда и обмоткой возбуждения полюса имеются воздушные зазоры между внутренней поверхностью катушки возбуждения и боковой поверхностью металла сердечника полюса, Воздушные прослойки ухудшают теплопередачу от обмотки возбуждения полюса к металлу сердечника, что приводит к перегреву обмотки возбуждения, увеличению ее сопротивления, увеличению потерь и ухудшению эксплуатационных характеристик, Известна конструкция полюса ротора синхронной явнополюсной электрической машины, у которой крайние верхние и нижние витки и выводы каждой катушки обмотки возбуждения выполнены с корпусной термореактивной изоляцией, по всему периметру сечения (1) . Эта конструкция близка к заявляемому, но и в ней, хотя теплопередача от катушки возбуждения к полюсным башмакам и остову ротора по верхним и нижним частям увеличена, между внутренней поверхностью катушки возбуждения и боковыми стенками сердечника полюса, при его форме в виде прямоугольного параллелепипеда, также имеются воздушные зазоры, что ухудшает теплопроводность и теплоотдачу от внутренней поверхности обмотки возбуждения к металлу сердечника полюса, что приводит к перегреву, увеличению сопротивления обмотки возбуждения, увеличению потерь и ухудшению эксплуатационных характеристик машины, Известен полюс ротора четырехполюсной явнополюсной электрической машины (2), когда сердечник полюса имеет форму усеченной четырехгранной пирамиды, основание которой находится вверху и две боковые грани образуют угол 90 . Однако в этой конструкции увеличен вылет лобовых частей, что увеличивает расход обмоточной меди и исключает теплопроводность от лобовых частей к металлу полюса. Целью изобретения является уменьшение перегрева обмотки возбуждения, уменьшения потерь, улучшение эксплуатационных характеристик и надежности ротора синхронной явнополюсной машины. а следовательно, и всей электрической машины. Цель достигается тем, что сердечник полюса имеет форму усеченной четырехгранной пирамиды, основание которой находится вверху и две боковые грани образуют при вершине угол 2 а > О, две торцовые грани а = О, а обмотка возбуждения насаживается на сердечник полюса без зазора между боковыми гранями и по торцовым граням закрепляется клиньями, которые образуют угол Р с нормалью к оси вращения, Обмотка возбуждения имеет замоноличенную термореактивной изоляцией конструкцию, которая имеет по торцам радиальные вентиляционные каналы шириной 20 а, оси которых образуют с нормалью к оси вращения угол Р. На фиг. 1 изображен поперечный разрез полюса; на фиг, 2 — продольный разрез его торцовой части. На фиг. 1 и 2 показаны сердечник полюса 1, на котором с помощью клиньев 2 закреплена надетая на сердечник полюса без зазора по боковым частям изолированная обмотка 3. Угол уклона полюса а лежит в пределах 0 < а < 20 . Оптимальное значение угла (x лежит в пределах 3...7 . Катушка возбуждения 3 закрепляется на сердечнике полюса по торцовым частям с помощью клиньев 2, которые фиксируются в нижней части. Иэ-за уклона полюса и катушки на угол Q катушка не может переместиться к полюсному башмаку из-за уклона сердечника полюса и катушки, катушка не может переместиться к валу из-за уклона клиньев и катушки (О (P <20 ), Оптимальное значение угла улежит в пределах 3....7 . При этом осевые составляющие скорости газа— 5....127 >, В торцовых частях катушка имеет сквозные вентиляционные каналы в радиальном направлении шириною а (а=6.„15 мм). Стенки и ось вентиляционного канала образуют с нормалью к оси вращения угол /3, Обмотка 3 опирается на полюсный.башмак через прокладку 4. С помощью короткозамыкающего кольца 5 стержни демпферной обмотки 6 образуют короткозамкнутую обмотку. Предлагаемое исполнение полюса ротора синхронной явнополюсной электрической машины позволяет уменьшить нагрев обмотки возбуждения эа счет лучшей теплопередачи с внутренней боковой поверхности катушки возбуждения к металлу полюса, зазор между катушкой возбуждения и ме2004047 таллом полюса по боковым частям сведен к минимуму (без воздушного зазора), что уменьшает тепловое сопротивление. При вращении ротора в торцовых частях обмотки возбуждения по каналам происходит интенсивное перемещение газовых охлаждающих масс, которые увеличивают теплоотдачу от нагретых проводников катушки, что существенно снижает температуру обмотки, а это уменьшает сопротивление обмотки, потери мощности в обмотке, увеличивает КПД, улучшает эксплуатационные характеристики и надежность синхронной явнополюсной электрической машины. Корпусная изоляция катушки возбуждения выбирается в зависимости от номинального напряжения возбуждения с учетом возможных перенапряжений в обмотках. Изготовлен экспериментальный образец мельничного синхронного электродвигателя 4СДМ 215-26-24 мощностью 630 кВт Формула изобретения ПОЛЮС РОТОРА СИНХРОННОЙ ЯВНОПОЛЮСНОЙ МАШИНЫ, содержащий сердечник полюса, имеющего форму усеченной четырехгранной пирамиды, боковые грани которой образуют при вершине угол 2и > О, обмотку возбуждения, полюсный башмак с демпферной обмоткой, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик и уменьшения перегрева обмотки возбуждения, на напряжение 6 000 В с предлагаемой конструкцией полюсов ротора, В результате испытаний получены следующие результаты: снижены потери в обмотке возбуждения на 5 3,1 кВт; КПД электродвигателя увеличился на 0,46 и достиг 94,93ф„превышение температуры обмотки возбуждения составило 53 С; обмотки статора 64 С по классу изоляции статора и ротора "В"; моментные ха10 рактеристики соответствуют требованиям ТУ 16. Предлагаемая конструкция полюсов ротора синхронной явнополюсной электрической машины повышает технологичность 15 изготовления индуктора в целом, существенно влияет на эксплуатационные характеристики, (56) 1. Авторское свидетельство СССР 20 ЬВ 780100. кл. Н 02 К 3/18, 1978. 2, Патент Германии М 630697, кл, 21d 49, 1936. ротор снабжен клиньями для крепления катушки на сердечнике по ее торцевым граням, катушка выполнена замоноличен- ной термореактивной изоляцией с вентиляционными радиальными каналами в ней, при этом катушка установлена на сердечнике без зазора между двумя его боковыми гранями, а угол наклона клиньев и угол наклона вентиляционных каналов образу35 ют угол Р (О
2004047 Составитель С. Фурсов Техред М.Моргентал Корректор С Шекмар Редактор Заказ 3327 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента 113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
