Стержневая обмотка статора электрической машины

 

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано в мощных турбогенераторах. Целью изобретения является повышение надежности стержневой обмотки статора электрической машины. Стержень состоит из сплошных 1 и полых 2 проводников, корпусной изоляции 5, упругой прокладки 6, замазки и шпатлевки 7, накладки 8, волокна матрицы. Упругая прокладка повторяет форму поверхности крайнего полого проводника и имеет сложную пространственную схему плетения волокон в матрице. Наличие под крайним полым проводником упругой прокладки позволяет перераспределить механические нагрузки на замазку и таким образом предохранить стержень от повреждения, 1 з. п. ф-лы, 3 ил. Рт |ууу||| СП С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 02 К 3/14, 3/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР!! ! !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4490100!07 (22) 04.10.88 (46) 07.04.91. Бюл. ЬЬ 13 (71) Всесоюзный научно — исследовательский институт электромашиностроения (72) Ю.А. Бобков, Л.А, Суханов и В.Н. Тарабанов (53) 621.313.713 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 653686, кл. Н 02 К 3/48, 1976.

Фомин Б.Л, и др. Технология крупного электромашиностроения, т. 1, "Турбогенераторы". — Л.: Энергоиздат, 1981, с, 112—

117, 137. (54) СТЕРЖНЕВАЯ ОБМОТКА СТАТОРА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

„„5U„, 1640781 А1 (57) Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано в мощных турбогенераторах. Целью изобретения является повышение надежности стержневой обмотки статора электрической машины. Стержень состоит из сплошных 1 и полых 2 проводников, корпусной изоляции 5, упругой прокладки 6, замазки и шпатлевки 7, накладки 8, волокна матрицы. Упругая прокладка повторяет форму поверхности крайнего полого проводника и имеет сложную пространственную схему плетения волокон в матрице. Наличие под крайним полым проводником упругой прокладки позволяет перераспределить механические нагрузки на замазку и таким образом предохранить стержень от повреждения, 1 з. и. ф — лы, 3 ил.

1640781

Изобретение относится к эпектромашиностроению, в частности к мощным турбогенераторам, Целью изобретения является повышение надежности обмотки статора электрической машины за счет, частичной механической разгрузки крайних полых проводников в стержне.

На фиг. 1 представлен. стержень при двух положениях переходного полого проводника, поперечное сечение; на фиг. 2— расчетная схема; на фиг. 3 — пространственная схема плетения волокон в упругой прокладке.

Стержневая обмотка статора электрической машины состоит из сплошных 1 и полых 2 проводников, изоляционной перегородки 3, полупроводящего покрытия 4, корпусной изоляции 5, упругой прокладки 6, замазки и шпатлевки 7, накладки 8, волокна

9, матрицы !0.

Упругая прокладка повторяетформу поверхности крайне го полого проводн ика.

Ввиду прерывистости плоскости каждого проводника при переходе из одного столбика в другой при выполнении транспозиции упругие прокладки выполкены также прерывистыми, Неровные поверхности узких граней сформированного стержня заполняются эпоксидной замазкой и шпатлевкой, Перед нанесением корпусной изоляции на стержень к его узким поверхностям приклеиваются накладки. Упругая прокладка имеет сложную пространственную схему плетекия волокон в матрице, Стержневая обмотка работает следующим образом, При расклинивании стержней в пазовой части сердечника каждый стержень прижимается к дну паза с удельным давлением Рк, которое в первом приближении равномерно распределяется по длине. пазовой части стержня и сохраняется неизменным во времени. Когда по стержню протекает рабочий ток, то стержень подвергается допол нительному прижимающему его к дну паза давлению Р и от взаимодействия тока и поперечно-пазового магнитного потока.

Давление Pm нарастает по мере продвиже-. ния в направлении от расточки статора по дну паза и наибольшей величины достигает вкрайних элементах нижнего стержня,,расположенных у дна паза. Давление пульсирует во времени с частотой 100 Гц в генераторах, выполненных на номинальную частоту переменного тока 50 Гц, Когда .по стержням протекают ударные токи, например, при внезапном трехфазном коротком замыкании в цепи статора, нижние проводники и другие элементы внизу нижнего стержня прижимаются к дну паза с весьма большим давлением Р м, которое s мощных туобогенераторах достигают 9002000 кг/см, Ударное давление восприни5 мает на себя корпусная изоляция, проводники и эпоксидная замазка.

Распределение ударного давления и механизм передачи его (через нижний полый проводник 2 и замазку) на накладку 8 и

10 корпусную изоляцию 5 зависит от упругой податливости боковых стенок корпусной изоляции слоя замазки и системы, включающей полый медный проводник — упругая прокладка 6. Упругая податливость элемен15 та в направлении действия прижимающего давления Pm по закону Гука определяется соотношением

Л= Pm —, h

Е

20 где Р— сжимающее удельное давление, кг/см, h — высота элемента в направлении действия сжимающего давления (усилия), см;

Š— модуль упругости материала элемен25 та, кг/см, Поскольку модули упругости Е термореактивной изоляции боковых стенок и медных проводников одинаковы по величине (Е =.1,1 ° 10 кг/см ), то можно полагать, 30 что прижимающее давление Р пм будет равномерно распределенным по поперечному сечению стержня, т, е.. ам

П1

35 где Ьс — ширина стержня с корпусной изоляцией, см.

Давление, передаваемое на накладку 8 (фиг. 2) от столбиков меди, будет отличаться от значения Рп1, так как оно пеоераспреде40 ляется в зависимости от.характеристик упругих податливостей слоя замазки в системе: полый медный проводник — упругая прокладка. Если считать в системе полый проводник — жестким телом, то упругая

45 податливость системы будет определяться лишь упругими свойствами прокладки. Тогда иэ условия одинаковых величин обжатий замазки (Л,) и упругой прокладки (Ьп ), получают следующее соотношение (фиг. 2):

50 2Р— — — 1 ° пп+по Еп +" . здесь hn + ho = h>, где ha — высота слоя замазки.

Из этого соотношения при заданных величинах Р, начальных высот упругой прокладки Ьл и полого медного проводника ho, а также модулей упругости замазки Ез и прокладки Ед, находят удельное давление, 1640781 (2) воспринимаемое полым проводником Р, которое равно давлению, действующему на прокладку Р .

Если же задаться при тех же условиях допустимой по механической прочности ве- 5 личиной давления на проводник (прокладку)

Рп, то из (1) находят высоту (толщину) упругой прокладки: — "ОА

1 — А где введено обозначение

Р Е (3)

Упругая прокладка обладает диссипативностью, Сохранение прочности упругой прокладки и гашение механической энергии обеспечиваются не только выбором матрицы 10, материалом волокон 9 композиционного материала, но и пространственной 20 схемой их армирования, На фиг. 3 показана одна из структур материала упругой прокладки, пространственно-армированного композиционного материала с тремя нитями. 25

В отличие от известной в предлагаемой конструкции стержня введенная под полый проводник упругая прокладка позволяет перераспределить удельные нагрузки на за30 мазку и таким образом предохранить его от повреждения, Формула изобретения

1, Стержневая обмотка статора электрической машины, состоящая из сплошных и полых проводников, транспортированных и сформированных в столбики, междупроводниковой и корпусной изоляции, замазки, выравнивающей образованные крайними проводниками узкие грани укаэанных столбиков, накладок из стеклотекстолита, наклеенных на верхнюю и нижнюю грани вдоль стержня, отличающаяся тем, что, с. целью повышения надежности за счет частичной механической разгрузки крайних полых проводников, между крайними полыми проводниками столбиков и накладками установлены упругие прокладки, 2. Обмотка по и. 1, отличающаяся тем, чтотолщина и модуль упругости прокладки выбираются из соотношения

hp s

Еп Ез где hp u Ep — соответственно толщина и модуль упругости упругой прокладки;

h и Ез — соответственно толщина и модуль упругости замазки, 1640781

Составитель Г.Чебыкин

Редактор В.Бугренкова Техред M.Моргентал Корректор A,Îñàóëåíêo

Заказ 1020 Тираж 348 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина; 101