Ротор электрической машины с газовым охлаждением
Использование: Электромашиностроение. Сущность полезной модели. Ротор электрической машины с газовым охлаждением содержит вал 1, обмотку с лобовыми частями 2, бандажные 3 и центрирующие кольца 4 с вырезами 5 на внутреннем диаметре и образованными между вырезами зубцами 6, которыми центрирующие кольца 4 посажены на вал ротора 1 и закреплены от осевого смещения упорными планками 7. Упорные планки 7 имеют радиальные выступы 10 в виде лопаток с козырьками 14 в верхней части, равные по высоте выреза 5 и прилегают к торцам зубцов 6 у их краев под углом менее 90°. Технический результат - улучшение газового охлаждения ротора электрической машины. 2 н. п., 4 илл.
Полезная модель относится к области электромашиностроения и предназначена для использования в крупных электрических машинах, например, в турбогенераторах.
Известны ротора турбогенераторов с газовым охлаждением, в которых для охлаждения пазовых и лобовых частей обмотки ротора вход газа под лобовые части обмотки осуществляется через вырезы (окна), выполненные в центрирующем кольце (см. Анемподистов В.П. и др.. Достижения современного зарубежного турбогенераторостроения, г.Москва, Информстандартэлектро, 1967, с.16 рис.8).
В таких конструкциях наиболее простым и достаточно надежным способом закрепления центрирующего кольца от осевого смещения по валу является крепление его с помощью упорных планок. Упорные планки устанавливаются в пазы на валу ротора и закрепляются к валу болтами. (См. Миренбург А.А. Ремонт роторов турбогенераторов в станционных условиях Государственное Энергетическое Издательство г.Москва, г.Ленинград, 1959, с.60 рис.1-32).
Недостатком вышеуказанной конструкции является потеря напора потока газа, поступающего к вырезам (окнам) центрирующего кольца из-за резких поворотов в них газа, закрученного от вращения ротора при прохождении его через вентилятор.
Задачей предлагаемого устройства является устранение указанного недостатка для улучшения охлаждения обмотки ротора и повышения надежности его работы.
Технический результат достигается тем, что в роторе электрической машины с газовым охлаждением, содержащем вал, обмотку с лобовыми частями, бандажные и центрирующие кольца с вырезами на
внутреннем диаметре и образованными между ними зубцами, которыми центрирующие кольца посажены на вал ротора и через которые центрирующие кольца закреплены от осевого смещения упорными планками, упорные планки со стороны набегающего на нее в тангенциальном направлении потока газа имеют радиальные выступы в виде лопаток, равные высоте выреза в центрирующих кольцах и прилегают к торцам зубцов у их краев под углом менее 90°.
Радиальные выступы в виде лопаток в верхней части имеют козырьки, прилегающие к торцам зубцов у их краев над вырезами.
По контуру вырезов в центрирующих кольцах выполнены фаски под углом 45° до радиальных выступов упорных планок.
В дальнейшем устройство поясняется конкретным примером выполнения со ссылкой на фигуры, на которых показаны:
на фиг.1 - продольный разрез устройства по зубцу центрирующего кольца;
на фиг.2 - общий вид упорной планки с радиальным выступом и козырьком в аксонометрии;
на фиг.3 - вид с торца на центрирующее кольцо с вырезами, зафиксированное упорной планкой;
на фиг.4 - разрез А-А по радиальному выступу упорной планки с видом сверху на установку на валу упорной планки, фиксирующей центрирующее кольцо;
Ротор электрической машины содержит вал 1, обмотку с лобовыми частями 2, бандажными кольцами 3, насаженными на центрирующие кольца 4, имеющие вырезы 5 по внутреннему диаметру и образованные между ними зубцы 6, которыми центрирующие кольца 4 насажены на вал ротора 1 и зафиксированы от осевого смещения упорными планками 7, установленными в пазах 8 вала ротора 1 и закрепленными к валу 1 болтами 9. Упорные планки 7 с одной стороны имеют радиальный выступ 10 в виде лопаток равных по высоте вырезам 5 в центрирующих кольцах и прилегает
к краю 11 торцовых стенок 12 зубцов 6 под углом 13 менее 90°. Радиальные выступы 10 в верхней части имеют козырьки 14, прилегающие к торцам 12 центрирующих колец 4 над вырезами 5. По контуру вырезов 5 в центрирующих кольцах 4 до места прилегания радиальных выступов 10 и козырьков 14 к торцовым поверхностям 12 зубцов 6 центрирующих колец 4 выполнены фаски 15 под углом 45°.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
При работе турбогенератора поток газа для охлаждения лобовых частей обмотки 2, закрученный от вращения ротора в тангенциальном направлении при прохождении его через вентилятор поступает к лобовым частям обмотки через вырезы (окна) 5 в центрирующем кольце 4. Перед входом в вырезы 5 охлаждающий газ захватывается радиальным выступом 10 упорной планки 7, работающим как лопатка-заборник газа по всей высоте выреза 5, и направляется в имеющиеся вырезы 5 центрирующего кольца 4. Прилегание радиального выступа 10 к краю 11 торцовой поверхности 12 зубцов 6 под углом 13 менее 90° создает хорошие условия для захвата охлаждающего газа радиальным выступом 10, как лопаткой вентилятора, и поворота его в имеющиеся вырезы 5 центрирующего кольца 4. Козырек 14 на радиальном выступе 10 упорной планки 7, прилегая к торцу 12 зубца 6 центрирующего кольца 4 над вырезом, улучшает условия входа охлаждающего потока газа в вырезы центрирующего кольца, не давая возможности потоку газа быть захваченным торцовой стенкой центрирующего кольца, работающей как центробежный вентилятор, и отброшенным от входа в вырезы. Фаска 15 по контуру выреза 5 центрирующего кольца, увеличивая площадь сечения вырезов улучшает условия плавного входа в них потока охлаждающего газа.
Использование радиального выступа 10 упорной планки 7 в качестве заборника потока охлаждающего газа, введение фаски 15 на входе в вырезы 5 центрирующего кольца 4 снижают потери напора газа и улучшают, тем самым, эффективность охлаждения лобовых частей обмотки ротора и повышают надежность и долговечность его работы.
1. Ротор электрической машины с газовым охлаждением, содержащий вал, обмотку с лобовыми частями, бандажные и центрирующие кольца с вырезами на внутреннем диаметре и образованными между вырезами зубцами, через которые центрирующие кольца посажены на вал ротора и закреплены от осевого смещения упорными планками, отличающийся тем, что упорные планки со стороны набегающего на них в тангенциальном направлении потока газа имеют радиальные выступы в виде лопаток, равные высоте выреза и прилегают к торцам зубцов у их краев под углом менее 90°.
2. Ротор электрической машины с газовым охлаждением по п.1, отличающийся тем, что радиальные выступы в виде лопаток в верхней части имеет козырьки, прилегающие к торцам зубцов у их краев над вырезом.
3. Ротор электрической машины с газовым охлаждением по п.1 или 2, отличающийся тем, что по контуру вырезов в центрирующих кольцах выполнена фаска под углом 45° до радиальных выступов в упорных планках.
