Способ сборки сердечника статора

 

Использование: в электромашиностроении. Сущность изобретения: в условиях завода набирают укороченные секторы, образуя между соседними секторами свободное пространство, тангенциальный размер которого равен аналогичному размеру штатного сегмента, а на монтаже, соединяя сердечник в неразъемное кольцо, производят укладку штатных сегментов в свободное пространство и взамен удаляемых временных прокладок, при этом по мере набора осуществляют прессовку каждого из перешихтованных пакетов. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к электромашиностроению и касается способа сборки статоров электрических машин, преимущественно гидрогенераторов.

Известны способы сборки статора электрической машины на месте эксплуатации, включающие установку корпуса на фундамент, шихтовку сердечника, расположенного на ребрах, установленных в корпусе в неразъемное кольцо, с последующим нагреванием сердечника и жесткой фиксацией этого элемента конструкции статора на корпусе в нагретом состоянии (авт.св. СССР N 987748, кл. Н 02 К 15/02, опублик. 1983; авт.св. СССР N 974508, кл. Н 02 К 15/02, опублик. 1982; Зунделивич М.И., Прутковский С.А. Технология крупного электромашиностроения, т. II Гидрогенераторы, энергоиздат, 1981, с. 293, 7-4).

Однако указанные способы сборки статора не могут быть использованы на заводе-изготовителе генератора, так как габариты и масса рассматриваемого узла делают невозможным транспортировку статора, собранного согласно вышеприведенным способам на место монтажа. Применение этих способов сборки сердечника статора на месте монтажа влияет не только на выполнение операций по шихтовке сердечника, но и последующие, достаточно трудоемкие операции, связанные с укладкой обмотки, установкой шин и т.д. Проведение указанных операций в значительной мере удлиняют цикл монтажа генератора, требуют изготовления большого количества специальных технологических приспособлений и оснастки. Кроме того, для качественного выполнения указанных операций, необходимо наличие специально оборудованных помещений на строящихся ГЭС с созданием микроклимата и других условий, отвечающих требованиям производства работ в электромашиностроении, что требует значительных затрат на строительство временных сооружений в условиях строящейся ГЭС.

Известен способ сборки сердечника статора гидрогенератора, собираемого в заводских условиях с последующей сборкой в разъемное кольцо в месте эксплуатации (Зунделевич М.И., Прутковский С.А. Технология крупного электромашиностроения, т. II, Гидрогенераторы, Энергоиздат, 1981, стр. 61, с. 287 7-3; Глебов И.А. и др. Гидрогенераторы, Энергоиздат, 1982, с. 172... 175, 8-43). На внутренней поверхности корпуса статора устанавливают аксиальные ребра, снабженные на стороне, обращенной к сердечнику, выступами типа "ласточкин хвост" (ЛХ). На этих ребрах выполняется сборка сердечника статора. Укладку сегментов производят вперекрой в пределах каждого сектора, затем выполняется опрессовка сердечника. После этого статор разделяется на секторы и транспортируется на место монтажа, где происходит сборка секторов рассматриваемого узла.

Рассматриваемый способ сборки сердечника статора не обеспечивает достижение полного совпадения электромагнитных и вибрационных свойств, присущих сердечнику статора, шихтуемому в неразъемное кольцо, что соответствует созданию аварийного состояния активных частей генератора в период эксплуатации, хотя и исключает дополнительные затраты, необходимые для сборки статора в период монтажа.

Известен способ сборки сердечника статора, по которому в заводских условиях производят сборку сердечника статора на клиньях ЛХ вперекрой, причем непосредственно у стыков вместо штатных сегментов через слой устанавливают временные прокладки. Затем выполняют опрессовку сердечника статора и разборку статора на отдельные секторы с последующей транспортировкой этого узла на ГЭС. На месте монтажа выполняют ослабление опрессовки сердечника, на стыках смежных секторов. Также выполняют ослабление фиксации и демонтаж клиньев ЛХ, расположенных в этой зоне сердечника, Затем на место демонтированных клиньев устанавливают калибры, жестко фиксируют их, после чего удаляют ранее установленные временные прокладки, вместо которых устанавливают штатные сегменты активной стали. Таким образом, сердечник оказывается собранным в неразъемное кольцо. После этого удаляют калибры, устанавливая на их место клинья ЛХ, и производят опрессовку стыков сердечника статора (авт. св. СССР N 1688765, кл. Н 02 R 15/00, 1987). Этот способ сборки сердечника статора принят за прототип предлагаемого технического решения.

Такой способ предусматривает установку сегментов активной стали, заменяющих временно заложенные на заводе прокладки, только со стороны внутреннего диаметра сердечника статора. Установка указанных деталей производится между слоями сегментов, уложенных на заводе. Учитывая вышеизложенное, а также разность между наружным и внутренним тангенциальными размерами сегмента, заменяющего временно установленные на заводе прокладки, между слоями сегментов, заложенных на заводе, необходим зазор, который обеспечивается с помощью специальной оснастки. Особенно это относится к статорам с большой длиной сердечника, так как для перешихтовки нижних пакетов необходимо поднять значительную массу. Это обстоятельство увеличивает трудоемкость проведения перешихтовки сердечника статора, а также увеличивает процесс проведения этой операции по времени, что является недостатком рассматриваемого способа сборки сердечника статора. Необходимость применения специальной оснастки увеличивает процесс изготовления деталей для перешихтовки сердечника на заводе, что также относится к недостаткам прототипа. Кроме того, установка сегментов, заменяющих временно установленные на заводе прокладки с помощью специальной оснастки, обеспечивающей зазор между заложенными на заводе сегментами активной стали, может привести к нарушению изоляционного покрытия сегментов активной стали сердечника статора. Это обстоятельство создает предпосылки к уменьшению надежности работы сердечника статора генератора, что также следует отнести к недостаткам способа. Из практики применения способа сборки сердечника статора, принятого за прототип, известно, что с увеличением длины сердечника более 1400 мм перешихтованные пакеты принимают волнообразную форму. Это обстоятельство связано с невозможностью проведения качественной опрессовки со стороны "спинки" пакетов статора в процессе их перешихтовки. Волнообразная форма пакетов сердечника статора снижает работоспособность рассматриваемого узла генератора. Для исключения вышеуказанного явления необходимо применение специальной оснастки и стяжных шпилек сердечника статора, обеспечивающих большее усилие запрессовки в стыковой зоне, чем в других зонах сердечника. Это увеличивает трудоемкость изготовления деталей, необходимых для перешихтовки сердечника статора, и является недостатком способа сборки сердечника статора, принятого за прототип.

Целью изобретения является снижение трудоемкости выполнения работ как на заводе, так и на монтаже, сокращение сроков, повышение эксплуатационной надежности сердечника статора генератора.

Цель достигается за счет того, что по способу сборки сердечника статора, включающему установку на внутренней поверхности корпуса статора аксиальных ребер, укладку на них пазами сегментов из электротехнической стали вперекрой, временных прокладок в пределах каждого сектора, опрессовку сердечника по секторам, транспортировку разобранного по секторам статора к месту эксплуатации с последующими операциями по перешихтовке стыковых зон сердечника на монтаже, согласно изобретению в условиях завода набирают укороченные секторы, образуя между соседними секторами свободное пространство, тангенциальный размер которого равен аналогичному размеру штатного сегмента, затем на монтаже производят укладку штатных сегментов в свободное пространство взамен удаленных временных прокладок, при этом по мере набора осуществляют прессовку каждого из перешихтованных пакетов. Временные прокладки выполнены в радиальном направлении выступающими за край штатных сегментов, расположенных в соседних слоях.

Новизна предложенного решения заключается в новой совокупности операций.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с известным показывает, что предлагаемая совокупность операций за счет набора в условиях завода укороченных секторов и образования между секторами свободной зоны, равной размеру штатного сегмента, позволяет значительно снизить трудоемкость перешихтовки. На монтаже производят шихтовку свободной (стыковой) зоны, при этом производят через слой установку в свободное пространство одного штатного сегмента или двух в слоях, где удаляются временные прокладки. Таким образом, отпадает необходимость применения сложной специальной оснастки при перешихтовке для подъема значительной массы сегментов, кроме того, сокращается время проведения этой операции. Снижается возможность деформации сегментов и повреждения их изоляции, чем обеспечивается снижение трудоемкости процесса сборки и повышение надежности работы сердечника.

Применение предлагаемого способа сборки сердечника статора не требует создания зазора между слоями сегментов, уложенных на заводе с помощью специальной оснастки, так как эти детали расположены на достаточно большом расстоянии друг от друга. Радиальный размер временной прокладки не создает трудностей при ее замене на штатный сегмент. Материал этой детали не создает предпосылок для нарушений изоляционного покрытия сегментов сердечника статора, установленных на заводе. Образованное в результате сборки сердечника статора на заводе свободное пространство в стыковых зонах соседних секторов облегчает возможность осуществления прессовки каждого пакета сердечника статора после его перешихтовки.

Возможность периодической прессовки по мере набора каждого пакета, производимой через свободное пространство стыковой зоны, позволяет избежать образования волнообразной формы сердечника в процессе перешихтовки и тем самым повысить качество и надежность работы собранного сердечника статора.

На фиг. 1 изображен статор гидрогенератора, общий вид; на фиг. 2 показана стыковая зона секторов; на фиг. 3 представлен вид А на фиг. 2; на фиг. 4 показана стыковая зона после установки сегментов; на фиг. 5 - установка временных прокладок.

Статор гидрогенератора (фиг. 1) состоит из корпуса 1, сердечника 2, обмотки 3. По условиям транспортировки статор разделен на сектора стыковыми плитами 4. Сердечник 2 статора набирается на клинья ЛХ 5, которые располагаются в держателях 6. На верхней и нижней торцовых поверхностях сердечника располагаются нажимные гребенки 7.

На фиг. 2 изображена стыковая зона соседних секторов статора после сборки сердечника на заводе. В процессе сборки сердечника 2 у крайних по отношению к стыковым плитам 4 сегментов 8 сердечника укладывают временные прокладки 9. Эти детали располагаются между слоями штатных сегментов 8 сердечника. Между пакетами сердечника в районе стыков статора устанавливают временные распорки 13. Затем выполняют установку нажимных гребенок 7 и опрессовку сердечника. В результате выполнения вышеуказанных операций в стыковой зоне соседних секторов образуется пространство П-образной формы, ограниченное в тангенциальном направлении поверхностями 10 штатных сегментов 8 и аналогичными поверхностями 11 временных прокладок 9, а в радиальном направлении это пространство ограничено корпусом 1 статора, клиньями ЛХ 5 и стяжными шпильками 12 (фиг. 3). Тангенциальный размер этого пространства равен аналогичному размеру штатного сегмента 8. Радиальный размер временных прокладок 9 больше, чем такой же размер штатных сегментов 8 (фиг. 4). На монтаже после соединения между собой секторов статора ослабляют опрессовку стыковой зоны сердечника. Затем демонтируют клинья ЛХ 5, а вместо них устанавливают калибры, располагая их в держателях 6. После этого выполняют шихтовку стыковой зоны соседних секторов статора. В свободное пространство, расположенное между соседними секторами, и взамен временных прокладок устанавливаются сегменты 8, при этом удаляются временные прокладки 9 и распорки 13. По мере набора высоты шихтованные таким образом пакеты подвергаются прессовке, которая также выполняется из свободного пространства. Установленные таким образом сегменты базируются на калибрах. Таким образом, сердечник статора оказывается собранным в кольцо. Затем удаляют калибры, а вместо них устанавливают клинья ЛХ 5, фиксируя их в держателях 6. После этого в стыковой зоне статора устанавливают нажимные гребенки 7 и производят окончательную опрессовку перешихтованной зоны шпильками 12.

Формула изобретения

1. СПОСОБ СБОРКИ СЕРДЕЧНИКА СТАТОРА, включающий установку на внутренней поверхности корпуса статора аксиальных ребер, укладку на них пазами сегментов из электротехнической стали, вперекрой временных прокладок в пределах каждого сектора, опрессовку сердечника по секторам, транспортировку разобранного по секторам статора к месту эксплуатации с последующими операциями по перешихтовке стыковых зон сердечника на монтаже, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и сокращения времени операций по перешихтовке, повышения качества сборки и эксплуатационной надежности, в условиях завода набирают укороченные секторы, образуя между соседними секторами свободное пространство, тангенциальный размер которого равен аналогичному размеру штатного сегмента, а на монтаже, соединяя сердечник в неразъемное кольцо, производят укладку штатных сегментов в свободное пространство и взамен удаляемых временных прокладок, при этом по мере набора осуществляют прессовку каждого из перешихтованных пакетов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что торцевые поверхности временных прокладок расположены на одном уровне с торцевыми поверхностями штатных сегментов, расположенных в соседних слоях, а радиальный размер временных прокладок больше, чем радиальный размер штатных сегментов, расположенных в соседних слоях.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5