СТАТОР МАЛОГАБАРИТНОГО ТУРБИННОГО ГЕНЕРАТОРА

Полезная модель относится к устройствам для выработки электроэнергии, а именно, к генераторам для высокоскоростных микротурбин, работающим на природном газе или других видах топлива. Известен малогабаритный турбинный генератор, описанный в патенте США №5,497,615. Статор этого генератора имеет 24 паза, в которых расположены электрические обмотки. Основным недостатком генератора такой конструкции является большой размер лобовых частей генератора, что ведет к увеличению габаритов и усложнению конструкции самого генератора, а также турбинной установки. Кроме того, укладка обмоток в такой конструкции, занимает много времени и осуществляется вручную. Наиболее близким по технической сущности является конструкция статора, описанная книге Сергеев П.С. Виноградов Н.В., Горяинов Ф.А. «Проектирование электрических машин» М. Энергия, 1970 стр.98. Статор, имеет зубцы на которых расположены катушки с обмоткой. Эта конструкция более технологична и обеспечивает стабильные свойства обмоток, за счет того, что катушки изготавливают на специальных намоточных станках. За счет малого количества зубцов статора, появляется возможность значительного уменьшения лобовых частей статора. К недостаткам описанной конструкции можно отнести крепление катушек статора на зубцах с помощью специальных клиньев из немагнитного материала. Такое крепление широко применяется в различных электрических машинах, но не обеспечивает легкосъемности катушек с обмоткой при их замене. При проведении опытов с электрическими генераторами часто требуется изменять параметры обмотки или менять катушки с обмотками. Перед полезной моделью поставлена задача повысить эффективность эксплуатации генератора при проведении испытаний и исследовательских работ за счет возможности простой замены катушек с обмоткой статора. Поставленная цель достигается тем, что в известном статоре малогабаритного турбинного генератора, состоящем из сердечника с зубцами, на которые надеты катушки с обмоткой, каждый зубец на конце, обращенном к внутренней части статора, имеет выступ с одной стороны зубца, на противоположной стороне зубца между катушкой и поверхность зубца расположен упругий элемент, прижимающий катушку с обмоткой к поверхности зубца с выступом. Таким образом, односторонний выступ на конце зубца надежно фиксирует катушку с обмоткой на зубце. При необходимости снятия катушки, ее (катушку) необходимо прижать к стороне зубца, на которой расположен упругий элемент, упругий элемент деформируется, выступ зубца выходит из зацепления с катушкой и катушка снимается с зубца статора.
Упругий элемент может быть закреплен на поверхности зубца статора.
Упругий элемент может быть закреплен на внутренней поверхности катушки обмотки.
Упругий элемент может быть выполнен в виде пластинчатой пружины.
Упругий элемент может быть выполнен в виде гофрированной пластины из упругого полимерного материала, например, полиуретана.
На торце катушки обмотки обращенной к наружной части статора, может быть расположен упругий компенсирующий элемент, например, из полиуретана.
На фиг.1 изображен общий вид статора малогабаритного турбинного генератора.
На фиг.2. показан в разрезе зубец статора генератора с надетой катушкой. В качестве упругого элемента использована пластинчатая пружина.
На фиг.3 показана схема снятия катушки с зубца.
Статор малогабаритного турбинного генератора состоит из сердечника с зубцами 1, на которых надеты катушки 2 с обмоткой. Каждый зубец 1 имеет с одной стороны на внутреннем краю фиксирующий выступ 3. С противоположной стороны зубца между поверхностью зубца и внутренней поверхностью каркаса катушки 2, расположен упругий элемент 4, например, в виде пластинчатой пружины. Упругий элемент обеспечивает постоянное усилие поджатия катушки к той стороне зубца, на которой расположен фиксирующий выступ. Таким образом обеспечивается надежная фиксация катушки с обмоткой на зубце сердечника статора. Упругий элемент 4, поджимающий катушку, может быть укреплен как на поверхности зубца, так и на внутренней поверхности катушки.
Упругий элемент 4 может быть выполнен в виде пластинчатой пружины из металла или пластика, либо, в виде гофрированного элемента из полиуретана или другого упругого материала.
Между торцевой поверхностью катушки и внутренней поверхностью статора может быть помещен упругий компенсирующий элемент 5, например, из полиуретана, который исключает люфт катушки в осевом направлении. Этот элемент, для снижения веса, может быть выполнен из пористого упругого пластика.
Заявленная конструкция работает следующим образом. Катушку 2 размещают с внутренней части статора и надевают на зубец 1, деформируя при этом упругий элемент 4. Когда катушка 2 будет надета до упора, она под действием пружины 4 сместится вбок и выступ 3 зафиксирует ее на зубце 1.
Упругий компенсирующий элемент 5 на торце катушки 2 предотвращает ее смещение в осевом направлении и повышает надежность крепления. При необходимости снятия катушки 2 к ней прикладывают боковое усилие F (Фиг.3) деформируя упругий элемент 4, после выхода выступа 3 из зацепления с катушкой 2, катушку 2 снимают с зубца 1.
Таким образом, заявленная полезная модель позволяет получить технический результат, а именно, обеспечить простую смену катушек статора с обмоткой и ускорить проведение испытаний и экспериментальных работ.