РОТОР СИНХРОННОЙ НЕЯВНОПОЛЮСНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ
ROTOR OF SYNCHRONOUS NONSALIENT-POLE ELECTRIC MACHINE

Предлагаемое решение относится к области электромашиностроения и касается конструкции ротора синхронного неявнополюсного генератора, в частности турбогенератора большой мощности.
Известен ротор неявнополюсной электрической машины [1] с обмоткой, катушки которой расположены концентрически на полюсе. Установку в пазы начинают с катушки большего размера, затем закрепляют на бочке ротора примыкающие к катушке зубцы. Далее поочередно устанавливают катушки меньшего размера и закрепляют их аналогично первой. Катушки соединяют между собой, при этом под нижним витком последней катушки появляется «ложный» виток.
За прототип принята конструкция ротора синхронной неявнополюсной электрической машины - турбогенератора [2], с размещенной в пазах бочки ротора обмоткой катушечного типа. Витки катушки уложены в «столбик» и занимают два паза одного пазового деления. Катушки расположены концентрично относительно оси большого зуба и соединены между собой, при этом в конструкции также присутствует «ложный» виток.
Общим недостатком известных решений является то, что в мощных машинах поперечное сечение витка имеет большие размеры, и наличие «ложного» витка под нижним витком последней катушки приводит к существенному уменьшению сечения вентиляционного канала между валом ротора и нижней поверхностью катушек. Этим обуславливается ухудшение охлаждения ротора электрической машины из-за уменьшения охлаждающего потока, поступающего на активные части ротора. В результате снижается единичная мощность электрической машины. Данная проблема наиболее актуальна применительно к машинам с воздушным охлаждением большой мощности.
Задачей технического решения является повышение мощности электрической машины без изменения габаритов ротора.
Поставленная задача решается за счет того, что в роторе синхронной неявнополюсной электрической машины, содержащей обмотку, выполненную в виде катушек из токопроводящих жил с витками, охватывающими полюс и уложенными в пазы, - каждая катушка имеет концентрическое расположение витков, размещенных в один слой в пазах, относящихся к полюсному делению. Токопроводящие жилы в поперечном сечении могут иметь вытянутую форму и ориентированы стороной большего размера вдоль радиальной оси паза.
Из уровня техники не выявлено размещения витков каждой катушки в один слой во всех пазах одного полюсного деления.
Техническое решение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлен фрагмент ротора турбогенератора с размещением на полюсе первой катушки обмотки, на фиг.2 - фрагмент ротора с размещением последующих катушек, на фиг.3 - фрагмент А фиг.2.
Ротор (см. фиг.1) турбогенератора содержит обмотку, состоящую из катушек 1. Каждая катушка 1 состоит из проводников (токопроводящих жил), уложенных в один слой во все пазы 2, относящиеся к полюсному делению ротора. Проводник ориентирован стороной большего размера вдоль радиальной оси паза. Число полувитков каждой катушки 1 равно числу пазов полюсного деления. Витки катушки 1 расположены концентрично относительно оси большого зуба 3. Каждая последующая катушка 1 расположена на предыдущей катушке 1 также в один слой во всех пазах 2 (см. фиг.2). Между валом 4 ротора и нижней поверхностью первой катушки 1 имеется аксиальный вентиляционный канал (на чертеже позицией не обозначен, стрелкой показано направление движения охлаждающего потока). Соединение катушек 2 между собой осуществлено пайкой с помощью промежуточного проводящего элемента 5 (фиг.3).
Отсутствие выступающего в аксиальный вентиляционный канал «ложного» витка способствует эффективной вентиляции ротора электрической машины, что особенно важно для машин большой мощности.
Техническая эффективность предлагаемого изобретения состоит в возможности повышения мощности электрической машины без увеличения ее габаритов.
Источники информации
1. Патент RU 2248658, фирма НПО ЛЭЗ, Н02К 15/09, Н02К 3/51, приоритет от 22.08.2003, публикация 20.03.2005.
2. Патент GB 2470107, фирма General Electric, H02K 1/32, Н02К 9/00, приоритет от 05.05.2009, публикация 10.11.2010.