Статор електричної машини

Реферат: UA 75678 U UA 75678 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі електротехніки й може використовуватися при розробці нових турбогенераторів і модернізації існуючих. Відомий статор електричної машини, наприклад турбогенератора, в якому для захисту торцевої частини активної сталі осердя від магнітного потоку лобових частин обмоток застосовується електромагнітний екран, виготовлений з металу з малим питомим опором, який має форму циліндричного кільця, розташованого на поверхні натискної плити зі сторони обмотки і приєднаного до плоского кільця, розташованого на поверхні натискної плити зі сторони осердя [1]. Недоліком цього пристрою є те, що циркуляційні струми в екрані, які наводяться в ньому аксіальним магнітним потоком, розташовані безпосередньо біля натискних пальців. Магнітний потік цих струмів викликає значні додаткові втрати електромагнітної енергії і підвищене нагрівання активної сталі крайнього пакета над дном паза. За найближчий аналог взято пристрій [2] - статор електричної машини змінного струму, в якому для захисту торцевої частини активної сталі осердя від магнітного потоку лобових частин обмоток застосовується електромагнітний екран, виготовлений з металу з малим питомим опором, у вигляді циліндричного кільця, розташованого на поверхні натискної плити зі сторони обмотки, приєднане до плоских кілець, одне з яких розташоване на поверхні натискної плити зі сторони осердя, а друге розташоване на поверхні натискної плити зі сторони лобових частин обмотки. Цей пристрій дещо зміщує умовний центр тангенціального циркуляційного струму в перерізі циліндричного кільця від крайнього пакета осердя в сторону лобових частин обмотки, зменшує втрати електромагнітної енергії в натискній плиті та крайніх пакетах осердя статора і їхнє нагрівання. Недоліком прототипу є те, що технологія виготовлення його складна, а практичний ефект від його застосування є недостатнім, внаслідок того, що умовний центр циркуляційного струму в перерізі циліндричного кільця залишається близьким до поверхні крайнього пакета осердя концентрованим джерелом магнітної індукції і додаткових втрат в зоні дна паза і зубців, які обмежують навантажувальну здатність та надійність турбогенератора. Задача корисної моделі створення такого статора турбогенератора, в якому шляхом зміни взаємного розташування елементів екрана і їх форми знижується тепловиділення в елементах торцевої зони статора, чим досягається новий технічний результат: підвищення надійності і навантажувальної здатності електричної машини. Поставлена задача вирішується тим, що в статорі електричної машини, що містить шихтоване осердя з обмоткою, натискну плиту, натискні пальці, електропровідний екран у вигляді циліндричного кільця, розташованого на натискній плиті зі сторони обмотки, згідно з корисною моделлю, циліндричний екран зміщено відносно поверхні натискної плити з боку натискних пальців таким чином, що одна частина екрана розташована на натискній плиті, а друга частина екрана виступає відносно зовнішньої поверхні натискної плити в бік лобових частин обмотки, і площа перерізу частини екрана, яка виступає відносно зовнішньої поверхні натискної плити в бік лобових частин обмотки, складає не менше третини площі перерізу частини екрана, яка розташована на натискній плиті. Для збільшення поверхні охолодження екрана на його поверхнях виконано канавки в аксіальному напрямку. Порівняльний аналіз відомих технічних рішень показує, що запропонований статор електричної машини має значно менший рівень нагрівання крайнього пакета осердя статора, який обмежує навантажувальну здатність турбогенератора в режимах зі споживанням реактивної потужності. Це дає можливість значно розширити діапазон експлуатаційних режимів і підвищити надійність турбогенератора. На основі наведеного вище можна зробити висновок, що сукупність суттєвих ознак, що викладені у формулі корисної моделі, є необхідною і достатньою для досягнення нового технічного результату - розширення функціональних можливостей генератора і підвищення його надійності. На кресленні зображена торцева зона статора турбогенератора. Статор містить шихтоване осердя 1, натискну плиту 2, натискні пальці 3, обмотку 4, електромагнітний екран 5. Пристрій працює наступним чином. В навантажувальному режимі осьова складова індукції на торці статора індукує струми, які протікають по натискних плитах 2, натискних пальцях 3, електромагнітному екрану 5, створюючи замкнуті контури струмів на полюсному діленні, що робить можливим захист спинки крайніх пакетів осердя 1 від магнітного поля розсіювання. Але тангенціальний струм, який протікає в електромагнітному екрані, створює значні додаткові втрати і тепловиділення в зоні дна паза крайнього пакета осердя. Зміщення екрана в сторону лобових частин обмотки збільшує відстань умовного центру струму в ньому від поверхні крайнього пакета осердя. Відповідно зменшується величина магнітної індукції поля, яка досягає 1 UA 75678 U 5 10 15 поверхні крайнього пакета, і втрат в цій зоні, які, як відомо, пропорційні квадрату магнітної індукції. В результаті значно зменшується нагрівання крайнього пакета осердя. Таким чином, у порівнянні з найближчим аналогом використання електромагнітного екрана, в якому циліндричний екран зміщено відносно поверхні натискної плити з боку натискних пальців таким чином, що одна частина екрана розташована на натискній плиті, друга частина екрана виступає відносно зовнішньої поверхні натискної плити в бік лобових частин обмотки, а площа перерізу частини екрана, яка виступає відносно зовнішньої поверхні натискної плити в бік лобових частин обмотки, складає не менше третини площі перерізу частини екрана, яка розташована на натискній плиті, дозволяє досягти нового технічного результату - підвищити надійність і навантажувальну здатність турбогенератора. Джерела інформації: 1. Статор электрической машины/ Смородин В.И., Карацуба А.С., Руденко Л.С., Счастливый Г.Г., Черемисов И.Я. - А.с. 917263 (СССР). Опубл. в БИ, 1982, № 12. 2. Статор электрической машины переменного тока/ Счастливый Г.Г., Титко А.И. - А.С. 930497 (СССР). Опубл. в БИ, 1982, № 19. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 1. Статор електричної машини, що містить шихтоване осердя з обмоткою, натискну плиту, натискні пальці, електропровідний екран у вигляді циліндричного кільця, розташованого на натискній плиті з боку обмотки, який відрізняється тим, що екран зміщений відносно поверхні натискної плити, оберненої до натискних пальців, таким чином, що одна частина екрана розташована на натискній плиті, друга частина екрана виступає відносно зовнішньої поверхні натискної плити в бік лобових частин обмотки, а площа перерізу частини екрана, яка виступає відносно зовнішньої поверхні натискної плити в бік лобових частин обмотки, складає не менше третини площі перерізу частини екрана, що розташована на натискній плиті. 2. Статор за п. 1, який відрізняється тим, що на поверхнях екрана виконані канавки в аксіальному напряму. 2 UA 75678 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3