Ротор турбогенератора с газовым охлаждением
Использование: Электромашиностроение. Сущность полезной модели. Ротор турбогенератора с газовым охлаждением имеет профрезерованные в бочке ротор 1 пазы 2 с уложенной в них обмоткой 3 с радиальными вентиляционными отверстиями 7. Обмотка 3 изолирована от стенок паза 2 и удерживается пазовыми клиньями 5 через изолированные подклиновые прокладки 6 с отверстиями 8, совмещенными с отверстиями 7 и 9 в обмотке и пазовом клине. В отверстии клина 5 со стороны прилегания изоляционных прокладок 6 выполнена фаска 10, обеспечивающая изоляционное расстояние от металла клина 5 до верхнего проводника обмотки 3 по поверхностям изоляции 12 и 11 прокладок 6. Технический результат - повышение надежности работы турбогенератора. 1 илл.
Полезная модель относится к области электромашиностроения и предназначена для использования в крупных электрических машинах, например, в турбогенераторах.
Известны ротора турбогенераторов с непосредственным жидкостным охлаждением (см., например, Коган Ф.Л., Анормальные режимы мощных турбогенераторов, г. Москва, Энергоатомиздат, 1988, с.40 рис.1.15, с.46 рис.1.17 ), в которых полые проводники обмотки ротора расположены в пазах бочки ротора и изолированы от стенок паза пазовыми коробками. Во время работы турбогенератора обмотка ротора удерживается от радиального смещения под действием центробежных сил с помощью пазовых клиньев. Для увеличения электрической прочности ротора верхний проводник обмотки изолирован от пазового клина с помощью Г- или П-образных изоляционных прокладок, применение которых позволяет сократить до минимума расстояние между верхним проводником и пазовым клином. При этом электрическая прочность между верхним проводником обмотки и клином обеспечивается расстоянием между ними по поверхности изоляционных деталей.
Недостатком вышеуказанной конструкции является то, что при ее использовании для роторов с газовым охлаждением при выполнении радиальных отверстий в подклиновых прокладках и клиньях для выхода из обмотки охлаждающего газа, расстояние от верхнего проводника обмотки до клина по поверхности отверстия в изоляционных прокладках будет недостаточным для электрической прочности конструкции.
Известна, также конструкция ротора турбогенератора с непосредственным газовым охлаждением, (см., например, Титов В.В. и др.. Турбогенераторы. Расчет и конструкция., издательство Энергия Ленинградское отделение г.Ленинград, 1967, с.265-266, рис.4-38 в), взятая за прототип, в которой охлаждающий обмотку ротора газ выходит в воздушный зазор машины через радиальные отверстия в проводниках и пазовых клиньях. При этом выход каждого такого отверстия из верхнего проводника катушки обмотки совмещен с выходным отверстием в пазовом клине. Для обеспечения электрической прочности между верхним проводником катушки и клином предусмотрена достаточно толстая (10-12 мм) прокладка из изоляционного материала, в которой также предусмотрены соответствующие отверстия для прохода газа.
Недостатком указанной конструкции является то, что в крупных высокоиспользуемых электрических машинах с газовым охлаждением применение под клином толстой изоляционной прокладки для увеличения электрической прочности и предотвращения возможности перекрытия обмотки на клин по поверхности через отверстия в изоляционной прокладке, приводит к необходимости увеличения соответственно глубины паза, ухудшению использования паза под размещение обмотки, увеличению механических напряжений в зубцах ротора и, соответственно, снижению надежности работы машины и ограничению создания более мощных машин в этих габаритах.
Задачей настоящей полезной модели является устранение указанных недостатков и повышение надежности работы машины.
Технический результат достигается тем, что в роторе турбогенератора с газовым охлаждением, имеющем профрезерованные в бочке ротора пазы с уложенной в них обмоткой с радиальными вентиляционными отверстиями, изолированной от стенок паза, и удерживаемой пазовыми клиньями через изоляционные подклиновые прокладки с отверстиями, совмещенными с отверстиями в обмотке и пазовом клине, в отверстии клина со стороны
прилегания подклиновых изоляционных прокладок выполнена фаска для обеспечения изоляционного расстояния от металла клина до верхнего проводника обмотки по поверхности изоляции прокладок 10-12 мм.
В дальнейшем полезная модель поясняется конкретным примером выполнения со ссылкой на фигуру.
На фигуре показан поперечный разрез паза бочки ротора с уложенной обмоткой, пазовым клином и подклиновой изоляцией.
Ротор турбогенератора имеет профрезерованные в бочке ротора 1 пазы 2. В пазах 2 бочки ротора 1 уложены проводники обмотки возбуждения 3, изолированные от стенок паза коробками 4. Обмотка 3 удерживается от радиального смещения под воздействием центробежных сил пазовыми клиньями 5. Между клином 5 и обмоткой 3 установлены изоляционные прокладки 6 П-образной формы. В каждом проводнике обмотки 3 выполнены радиальные вентиляционные отверстия 7 для прохода газа, охлаждающего проводники.. Аналогичные вентиляционные отверстия 8 выполнены в подклиновых изоляционных прокладках 6. В клине 5 имеется также совмещенное с отверстием 8 отверстие 9. В месте совмещения отверстия 9 с отверстием 8 выполнена фаска 10. Электрическая прочность изоляционного промежутка между клином 5 и верхним витком обмотки 3 по поверхности изоляции обеспечивается длинами участка 11 отверстия 8 и участка 12 по поверхности верхней изоляционной прокладки, прилегающей к клину, до конца фаски 10 в клине 5.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Обмотка ротора 3 во время работы генератора находится под электрическим напряжением. При работе генератора поток охлаждающего обмотку 3 газа проходит по радиальным вентиляционным отверстиям 7 проводников обмотки 3 и попадает в вентиляционные отверстия 8 в подклиновых изоляционных прокладках. Из отверстий 8 поток газа выбрасывается в воздушный зазор машины через фаску 10 и отверстие 9 клина 5 Благодаря фаске 10 увеличивается изоляционное расстояние по
поверхности изоляции от металла клина 5 до верхнего проводника обмотки 3 через участок 12 по поверхности изоляционной прокладки и участок 11 отверстия 8 в изоляционных прокладках 6, что повышает электрическую прочность этого устройства, предотвращает возможность перекрытия обмотки, находящейся под напряжением, на металл клина и повышает надежность работы турбогенератора. Глубина паза при этом, заполнение паза обмоткой, напряжения в зубцах ротора сохраняются на оптимальном уровне.
Ротор турбогенератора с газовым охлаждением, имеющем профрезерованные в бочке ротора пазы с уложенной в них обмоткой с радиальными вентиляционными отверстиями, изолированной от стенок паза, и удерживаемой пазовыми клиньями через изоляционные подклиновые прокладки с отверстиями, совмещенными с отверстиями в обмотке и пазовом клине, отличающийся тем, что в отверстии клина со стороны прилегания изоляционных прокладок выполнена фаска для обеспечения изоляционного расстояния от металла клина до верхнего проводника обмотки по поверхности изоляции прокладок 10-12 мм.
