用于可变速发电电动机转子绕组端部的固定装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于可变速发电电动机配件技术领域，旨在解决现有的可变速机组的绕组固定方案结构复杂、强度差并且通风散热性能不足的问题，具体涉及一种用于可变速发电电动机转子绕组端部的固定装置，包括M组沿圆周方向等距分布的卡合结构；卡合结构包括外支撑条、径向连接构件、内支架以及设置于其内侧的内支撑条，外支撑条竖直设置于转子上层绕组的端部外侧；径向连接构件包括N个U型螺栓；内支架设置于转子绕组的内部，U型螺栓的悬臂端依次贯穿外支撑条、转子上下层绕组间的空隙、内支架、内支撑条设置，并且U型螺栓的悬臂端与内支撑条固定连接，以对绕组固定；该固定装置使其能承受转子旋转产生的离心力，同时能够保证绕组良好的通风冷却。通风冷却。通风冷却。

【技术实现步骤摘要】
用于可变速发电电动机转子绕组端部的固定装置


[0001]本专利技术属于可变速发电电动机配件
，具体涉及一种用于可变速发电电动机转子绕组端部的固定装置。

技术介绍

[0002]抽水蓄能电站是建设现代智能电网调峰和调频的支撑性电源，是构建清洁低碳、安全稳定、经济高效的现代电力系统重要组成部分。我国抽水蓄能电站的建设和运营历时近50年，已逐步发展为建设、运维、经营都具有世界先进水平的抽水蓄能建设大国。
[0003]作为抽水蓄能机组的核心装备，发电电动机需要频繁地在静止、发电、抽水和调相四种运行状态之间切换并且能够快速地增减负荷。传统的抽水蓄能机组，在发电状态下的调节速度相对较慢，在抽水状态下负荷不能调节，这限制了抽水蓄能机组在电网应用的场景。随着并网核电及新能源机组(风电、太阳能等)越来越多，电网需要寻求更快的响应能力，更大的调节容量，更灵活的运行方式来维持稳定。可变速抽水蓄能发电电动机通过调节转子电流的工作频率来改变机组的运行转速，扩大水泵水轮机运行水头与扬程比范围并获得最佳性能指标，同时减轻水轮机叶片气蚀和泥沙磨损。变速抽水蓄能机组具有自动跟踪电网频率变化和高速调节有功功率等优越性，一方面，可根据风电等新能源出力过程，调节水泵输入功率，更灵活地跟踪电网频率，在保证电网安全稳定运行的前提下提高新能源利用率；另一方面，机组调节速率提高，可更好地跟踪风电等稳定性差电源的出力过程，从而减小新能源电源对电网的冲击。
[0004]可变速机组和常规定速机组的主要差别在于转子的结构及励磁系统的构成。可变速机组的转子绕组采用三相对称双层绕组，单根的绕组与滑动垫条、填充垫条和半导体槽衬组合一起固定于转子槽中。发电电动机高速运行时，绕组受到较大的离心力。由于绕组端部无法用槽楔固定，绕组自身的强度难以承受其自身离心力，因此需要支撑结构对绕组端部进行固定，同时保证良好的结构强度和通风散热能力，满足转子高速旋转下的离心力和端部绕组的散热性能。
[0005]目前变速机组转子绕组端部的固定主要有热套护环和U型螺栓两种固定结构。对于热套护环固定方案，虽然转子绕组端部结构简单，但是这个结构对工艺和材料的要求比较高，并且其封闭性强，导致散热能力差。对于U型螺栓结构来说，开放性好，利于端部绕组的散热。但由于其零件组成复杂，在实际工作中，U形螺栓松动或者损坏的现象还是时常发生。主要表现在U形螺栓松动、U形螺栓的单支腿损坏、U形螺栓整个完全损坏。一旦转子高速旋转的过程中螺钉断裂就会造成不可逆的安全事故。另外笼型结构的螺栓也是单件形式的零件，一旦断裂甩出就可能破坏定子绕组端部。因此需要综合考虑一个安全系数更高，安装更简单同时对绕组端部的通风散热影响较小的方案，同时避免上下层绕组的机械变形和热变形。

技术实现思路

[0006]为了解决现有的可变速机组的绕组固定方案结构复杂、强度差并且通风散热性能不足的问题，本专利技术提供了一种用于可变速发电电动机转子绕组端部的固定装置，该固定装置包括M组卡合结构，M组所述卡合结构沿圆周方向等距分布；
[0007]所述卡合结构包括外支撑条、径向连接构件、内支撑条和内支架，所述外支撑条竖直设置于转子上层绕组的端部外侧；所述径向连接构件包括N个U型螺栓，N个所述U型螺栓沿径向水平设置；
[0008]所述内支撑条设置于所述内支架的内侧；
[0009]所述内支架设置于转子绕组的内部，所述U型螺栓的悬臂端依次贯穿所述外支撑条、转子上下层绕组间的空隙、所述内支架、所述内支撑条设置，并且所述U型螺栓的悬臂端与所述内支撑条固定连接。
[0010]在一些优选实施例中，所述内支架为网格状框架结构；
[0011]所述U型螺栓与所述网格状框架结构的竖向辐条对应设置。
[0012]在一些优选实施例中，所述U型螺栓的两个悬臂端与所述内支撑条通过连接件旋紧以与所述外支撑条抵触；所述U型螺栓的两个悬臂端均设置有外螺纹段。
[0013]在一些优选实施例中，所述卡合结构还包括螺母保护罩，所述螺母保护罩套设所述连接件竖直设置；
[0014]所述螺母保护罩与所述内支撑条固定连接。
[0015]在一些优选实施例中，N个所述U型螺栓处于同一竖直面；
[0016]N个所述U型螺栓平行等距设置。
[0017]在一些优选实施例中，所述外支撑条为竖直设置的第一板状结构；所述外支撑条上开设有N组贯通孔，N组所述贯通孔与N个所述U型螺栓对应设置。
[0018]在一些优选实施例中，所述内支撑条为竖直设置的第二板状结构；所述内支撑条N组圆孔，N组所述圆孔与N个所述U型螺栓对应设置，以供N个所述U型螺栓的悬臂端穿设。
[0019]在一些优选实施例中，所述U型螺栓由无磁性材料制成。
[0020]在一些优选实施例中，所述内支架为整圆端部结构；
[0021]所述外支撑条为半圆柱型结构。
[0022]在一些优选实施例中，N∈[4,6]；M＞N。
[0023]本专利技术的有益效果为：
[0024]1)本专利技术公开的用于可变速发电电动机转子绕组端部的固定装置，安装工艺要求低，结构简单，强度高，空气过流面积增大，利于绕组端部的通风散热。
[0025]2)现有技术中公开的U型螺栓虽然能够实现较好的通风散热，但运行维护风险高，电机运行过程中一旦螺钉断裂，高速旋转的螺钉会飞逸到其它零件或机器上引发其它安全事故，本专利技术公开的结构设置依靠外支撑条，可有效保证结构强度以及安全性能，即使螺母松动，U型螺栓也不会向外退出，即使断裂也不会被转子甩出。
[0026]3)现有笼型固定结构使用的是径向螺栓结构，一旦螺母松动被转子甩出，会直接通过定转子间隙对定子绕组造成损坏；本专利技术通过使用螺母保护罩，罩住同一竖直方向的固定件，即使某个螺母松动掉落也不会对外界其它零件造成损坏。
[0027]4)本专利技术中的内支架采用整圆焊接结构，具有更高的环向和径向的强度，周向等
距分布的内外支撑条将绕组的离心力转化为U型螺栓的拉力，转子绕组受力更加均匀。
附图说明
[0028]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0029]图1是本专利技术的一种具体实施例的正视图；
[0030]图2是本专利技术的另一角度示意图；
[0031]图3是本专利技术的俯视图；
[0032]图4是本专利技术中的U型螺栓示意图；
[0033]图5是单个螺栓位置截面示意图；
[0034]图6是本专利技术中的内支架示意图；
[0035]图7是本专利技术中的螺母保护罩示意图；
[0036]图8是本专利技术中的内支撑条示意图；
[0037]图9是本专利技术中的外支撑条示意图。
[0038]附图标记说明：1、螺母保护罩；2、内支撑条；3、U型螺栓；4、外支撑条；5、螺钉；6、螺母；7、下层绕组；8、上层绕组；9、内支架。
具体实施方式
[0039]下面参照附图来描述本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于可变速发电电动机转子绕组端部的固定装置，其特征在于，该固定装置包括M组卡合结构，M组所述卡合结构沿圆周方向等距分布；所述卡合结构包括外支撑条、径向连接构件、内支撑条和内支架，所述外支撑条竖直设置于转子上层绕组的端部外侧；所述径向连接构件包括N个U型螺栓，N个所述U型螺栓沿径向水平设置；所述内支撑条设置于所述内支架的内侧；所述内支架设置于转子绕组的内部，所述U型螺栓的悬臂端依次贯穿所述外支撑条、转子上下层绕组间的空隙、所述内支架、所述内支撑条设置，并且所述U型螺栓的悬臂端与所述内支撑条固定连接。2.根据权利要求1所述的用于可变速发电电动机转子绕组端部的固定装置，其特征在于，所述内支架为网格状框架结构；所述U型螺栓与所述网格状框架结构的竖向辐条对应设置。3.根据权利要求1所述的用于可变速发电电动机转子绕组端部的固定装置，其特征在于，所述U型螺栓的两个悬臂端与所述内支撑条通过连接件旋紧以与所述外支撑条抵触；所述U型螺栓的两个悬臂端均设置有外螺纹段。4.根据权利要求3所述的用于可变速发电电动机转子绕组端部的固定装置，其特征在于，所述卡合结构还包括螺母保护罩，所述螺...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮琳，郑小康，熊斌，骆林，邱彦靓，刘健俊，刘小松，张海波，
申请(专利权)人：东方电气集团东方电机有限公司，
类型：发明
国别省市：