УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕССОВКИ ПАЗОВОЙ ЧАСТИ ОБМОТКИ РОТОРА СИНХРОННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

Полезная модель относится к электромашиностроению, а именно к синхронным двухполюсным электрическим машинам.
Известно, что синхронные двухполюсные электрические машины имеют массивную неявнополюсную бочку ротора, в которой выполнены пазы для размещения обмотки. В верхней части пазов имеется расширение трапецеидальной формы для установки клиньев, удерживающих обмотку в пазу. После укладки в пазы обмотка с помощью соответствующих устройств подвергается опрессовке. Это делается для того, чтобы осадить обмотку на дно паза, ликвидировать неровности витков, спрессовать изоляцию витков, обеспечить ровную поверхность подклиновой части обмотки и качественную заклиновку с целью исключения перемещения обмотки под действием центробежных сил в процессе эксплуатации. Ослабление заклиновки опасно тем, что нарушается контакт между клиньями и зубцами ротора, что приводит к искрению и опасным перегревам, как клиньев, так и зубцов ротора.
Конструкция, принятая за прототип, (Справочник по ремонту турбогенераторов. Гурвич B.C. и др. Под ред. П.И.Устинова. М.; «Энергия», 1978, с.239÷242), содержит опрессовочные болты и клинообразные планки, выполненные по форме трапецеидальной подклиновой части паза и устанавливаемые на период опрессовки обмотки в паз на место клина роторного паза, в планках через определенные промежутки расположены резьбовые отверстия, в которые установлены опрессовочные болты. При закручивании болтов клинообразная планка упирается в трапецеидальную часть паза ротора, а опрессовочные болты воздействуют на обмотку через промежуточную металлическую пластину, укладываемую поверх обмотки.
Недостатками известного технического решения являются:
- устройство не позволяет обеспечить равномерно распределенное давление на обмотку при ее опрессовке из-за того, что опрессовочные болты оказывают сосредоточенное воздействие через промежуточную металлическую пластину на обмотку, и, следовательно, не позволяет равномерно спрессовать обмотку и ликвидировать неровности прессуемых поверхностей. Для крупных турбогенераторов давление на обмотку удается в какой-то мере выровнять благодаря тому, что размеры подклиновой части роторного паза позволяют разместить промежуточную пластину достаточно большой высоты, а, следовательно, и большей жесткости. Однако, в турбогенераторах и двигателях относительно небольшой мощности (10000 кВт и менее) места для достаточно жесткой промежуточной пластины нет;
- при трении упорной поверхности опрессовочных болтов о промежуточную пластину в пазу остаются металлическая пыль и даже стружка, которые трудно удалить и которые могут повредить изоляцию обмотки;
- операция опрессовки имеет значительную трудоемкость из-за необходимости в период опрессовки с разогревом обмотки для запечки изоляции подтягивания большого количества опрессовочных болтов.
Задачей предлагаемого технического решения является обеспечение равномерной опрессовки пазовой части обмотки ротора синхронной электрической машины, ровной подклиновой поверхности обмотки, исключение из устройства для опрессовки обмотки элементов, которые могут образовывать в пазу металлическую пыль и стружку, снижение трудоемкости опрессовки.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для опрессовки пазовой части обмотки ротора синхронной электрической машины, в верхней части пазов которой имеется расширение трапецеидальной формы для установки клиньев, удерживающих обмотку ротора в пазу, содержащее опрессовочные болты и клинообразные планки, выполненные по форме и размерам трапецеидальной подклиновой части паза и устанавливаемые в паз на время опрессовки обмотки, головка опрессовочного болта имеет форму клинообразной планки, резьбовая часть опрессовочного болта выступает из паза ротора с обмоткой и проходит через отверстие бруса ступенчатой формы, основание которого входит в паз ротора с обмоткой с обеих сторон головки опрессовочного болта для возможности передачи прессующего усилия на обмотку ротора с помощью гайки, навинчиваемой на выступающую над брусом резьбовую часть опрессовочного болта.
Предлагаемое устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид устройства для опрессовки пазовой части обмотки ротора синхронной электрической машины, поперечный разрез;
на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;
на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2.
На чертежах обозначены зубец ротора 1, паз ротора с обмоткой 2, контур подклиновой трапецеидальной части паза ротора 3, клинообразная головка опрессовочного болта 4, резьбовая часть опрессовочного болта 5, брус 6 ступенчатой формы, воздействующий на обмотку при опрессовке, гайка 7, создающая усилие, необходимое при опрессовке, металлическая планка 8, расположенная между брусом ступенчатой формы и обмоткой ротора.
Брус 6 может быть выполнен как цельным на всю длину паза ротора, так и из отдельных частей с размещением в каждой части одного или нескольких опрессовочных болтов 4. Широкая часть бруса 6, выступающая над зубцами ротора 1, может служить ограничителем величины деформации обмотки при опрессовке, при этом утопание бруса 6 в паз ротора с обмоткой 2 можно регулировать, устанавливая калиброванные прокладки в месте выхода стержня с резьбой 6 из паза ротора с обмоткой.
Между брусом 6 и обмоткой ротора при необходимости на всю длину паза может быть установлена металлическая планка 8, которая способствует выравниванию давления на обмотку, создаваемого брусом 6. При этом достаточно иметь планку 8 толщиной 2 мм, чтобы обеспечить практически равномерное давление на обмотку и в месте выреза в брусе 6, где устанавливается головка опрессовочного болта 4, и в местах, где брус 6 разделяется на части, так как длины этих участков достаточно невелики.
Устройство по полезной модели позволяет практически равномерно спрессовать обмотку ротора синхронной двухполюсной электрической машины, регулировать величину деформации обмотки в пазу, исключает образование в пазу металлической пыли и стружки, за счет уменьшения количества опрессовочных болтов 4, как минимум в два раза снизить трудоемкость при выполнении опрессовки. Кроме того, при использовании полезной модели в электрических машинах, имеющих одинаковые размеры по ширине и конфигурации роторного паза и отличающихся длиной паза, устройство для опрессовки может быть унифицировано за счет выполнения бруса 6 из частей одинаковой длины.
Устройство для опрессовки пазовой части обмотки ротора применено в НПО «ЭЛСИБ» ОАО при ремонте роторов синхронных двухполюсных электродвигателей типа СТД мощностью до 8000 кВт (включительно) и подтвердило свою эффективность.