一种汽轮发电机用的混合材料定子铁芯及汽轮发电机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种汽轮发电机用的混合材料定子铁芯及汽轮发电机，属于汽轮发电机装置技术领域；该结构包括铁芯，所述铁芯在轴向方向上包括位于中部的无取向硅钢片制成的铁芯中段，以及设置于铁芯中段两端部的采用有取向硅钢片制成的铁芯端部段，在铁芯中段与铁芯端部段衔接处设置有特殊通风槽钢；本实用新型专利技术的发电机定子铁芯采用分段的设计，通过该设计能够有效的解决传统技术采用纯无取向硅钢片或者是纯有取向硅钢片的设计带来的问题，在设计空间有限的条件下，采用无取向硅钢片很难保证发电机的性能，而有取向硅钢片虽然保证了发电机的性能，但是其成本过高，本结构有效的结合铁芯结构磁性分布特征进行分段设计，合理的实现铁芯材料在工程上得到有效的应用，且实现在保证发电机性能的同时有效的降低材料的使用成本。使用成本。使用成本。

【技术实现步骤摘要】
一种汽轮发电机用的混合材料定子铁芯及汽轮发电机


[0001]本技术涉及一种汽轮发电机用的混合材料定子铁芯及汽轮发电机，属于汽轮发电机装置


技术介绍

[0002]汽轮发电机铁芯采用硅钢片叠装而成，硅钢片按照性能分为有取向硅钢片和无取向硅钢片两种，两者的主要区别是在不同取向上导磁性能有较大的差异，有取向硅钢片在顺轧制取向的导磁性和损耗均优于无取向硅钢片，尤其在磁路饱和、磁通密度较高时，铁芯漏磁通和损耗更小。但是有取向硅钢片的价格较高，大约是无取向硅钢片的2.5
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3倍。
[0003]已有技术1（全部采用无取向硅钢片的定子铁芯）：这种技术的优点是定子铁芯成本较低。缺点是由于无取向硅钢片的导磁性能相对较差，铁芯磁通密度的允许值相对较低，铁芯漏磁通较多；同时，定子铁芯损耗较大，温升较高。为了降低定子铁芯的磁通密度，只能将铁芯外径设计得相对较大，才能保证发电机在各种工况下安全运行。而有些外在因素（起吊、运输的重量和尺寸等）往往会限制定子铁芯外径的设计尺寸，使发电机铁芯的设计变得更加困难。
[0004]已有技术2（全部采用有取向硅钢片的定子铁芯）：这种技术的优点是：由于有取向硅钢片的导磁性能相对较好、损耗较小，因此铁芯磁通密度的允许值较高，同时定子铁芯温升较低，铁芯漏磁通较少，较小的铁芯外径设计也能保证发电机在各种工况下安全运行。缺点是有取向硅钢片价格约为无取向硅钢片铁芯的2.5
‑
3倍，而定子铁芯重量占汽轮发电机总重的三分之一左右，导致发电机的成本较高。
专利
技术实现思路

[0005]本技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种汽轮发电机用的混合材料定子铁芯及汽轮发电机，该方式不仅能够有效的保证发电机的性能，同时还能够降低发电机的生产成本。
[0006]本技术采用的技术方案如下：
[0007]一种汽轮发电机用的混合材料定子铁芯，包括铁芯，所述铁芯在轴向方向上包括位于中部的无取向硅钢片制成的铁芯中段，以及设置于铁芯中段两端部的采用有取向硅钢片制成的铁芯端部段，在铁芯中段与铁芯端部段衔接处设置有通风槽钢，以形成很大的空气气隙磁阻，防止形成有害的轴向磁路。
[0008]进一步的，所述通风槽钢的主体采用非磁性钢材料制成。
[0009]进一步的，所述通风槽钢的两侧设置有采用非磁性钢材料制成的衬板。
[0010]进一步的，在所述衬板的外侧分别还设置有绝缘层。
[0011]进一步的，所述通风槽钢的宽度为3mm
‑
10mm.
[0012]进一步的，所述铁芯中段的长度沿铁芯轴向方向占铁芯总长度的70%
‑
90%。
[0013]进一步的，所述铁芯端部段的长度沿铁芯轴向方向占铁芯总长度的15%
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5%。
[0014]进一步的，所述铁芯中段和铁芯端部段采用相同厚度的硅钢片。
[0015]进一步的，所述铁芯中段和铁芯端部段采用不同厚度的硅钢片。所述铁芯中段采用0.5mm厚度的硅钢片，铁芯端部段采用0.35mm厚度的硅钢片。
[0016]进一步的，所述铁芯包括若干钢片，将若干钢片重叠后并通过拉紧螺杆以实现铁芯的装配。
[0017]进一步的，所述铁芯中段采用无取向硅钢片重叠装配，所述铁芯端部端采用有取向硅钢片重叠装配。
[0018]一种汽轮发电机，包括所述的一种汽轮发电机用的混合材料定子铁芯。
[0019]综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：
[0020]本技术的一种汽轮发电机用的混合材料定子铁芯及汽轮发电机通过将发电机定子铁芯采用分段的设计，通过该设计能够有效的解决传统技术采用纯无取向硅钢片或者是纯有取向硅钢片的设计带来的问题，在设计空间有限的条件下，采用无取向硅钢片很难保证发电机的性能，而有取向硅钢片虽然保证了发电机的性能，但是其成本过高，本结构有效的结合铁芯结构磁性分布特征进行分段设计，合理的实现铁芯材料在工程上得到有效的应用，且实现在保证发电机性能的同时有效的降低材料的使用成本。
附图说明
[0021]图1是本技术的结构示意图；
[0022]图2是发电机铁芯轴向磁密分布示意图；
[0023]图3是图1部分放大的结构示意图；
[0024]图4是图3的A处的放大结构示意图；
[0025]图5是无绝缘层的结构示意图；
[0026]图6是图5中B处的放大结构示意图。
[0027]图中标记：1
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铁芯中段、2
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铁芯端部段、3
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通风槽钢、4
‑
衬板、5
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绝缘层。
具体实施方式
[0028]下面结合附图，对本技术作详细的说明。
[0029]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0030]实施例1
[0031]一种汽轮发电机用的混合材料定子铁芯，如图1至图6所示，包括铁芯，所述铁芯在轴向方向上包括位于中部的无取向硅钢片制成的铁芯中段1，以及设置于铁芯中段1两端部的采用有取向硅钢片制成的铁芯端部段2，在铁芯中段1与铁芯端部段衔接处设置有通风槽钢3，以形成很大的空气气隙磁阻，防止形成有害的轴向磁路。
[0032]本实施例中，作为说明的，发电机铁芯两端的磁场环境比较复杂，有发电机转子端部漏磁场、定子线圈电流感应磁场、定子引线感应磁场；磁场叠加合成后，铁芯两端的磁场磁密水平远高于中段铁芯；在发电机异常运行工况下（例如“过电压、低频率、进相运行等），铁芯两端的磁场磁密水平会变得更高，当超过硅钢片的饱和值时，将会产生大量的漏磁通，
这些漏磁通包括危害更大的轴向漏磁通。基于对发电机的磁场分布特性的分析，采用了多段式结构的设计，主要的结构设计是采用中部段以及两端端部段，并采用不同的材料来实现成本的降低，且增加通风槽钢结构的设计有效的促进整个结构的稳定性。
[0033]基于上述具体结构的设计基础上，作为更加进一步的设计，所述通风槽钢3的侧壁采用非磁性钢材料制成。通风槽钢钢在轴向上形成很大的空气气隙磁阻，防止形成有害的轴向磁路。
[0034]在上述具体结构的设计基础上行，具体的设计，所述通风槽钢3的两侧设置有采用非磁性钢材料制成的衬板4。非磁性通风槽钢钢和薄钢板在轴向磁路上，有较大的磁阻，阻止轴向磁路的形成，并且能够减少发热，降低铁芯局部温升。
[0035]更加具体的设计，为了实现更好的效果，在所述衬板4的外侧分别还设置有绝缘层5。该结构有效的使中部定子段与端部的定子段区分开，更是有效的减少发热的情况，降低了连接处局部的温升。
[0036]作为更加具体的设计，在通风槽钢的设计上，需要进一步的优化，而通常采用较宽的通风槽钢钢（通风槽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽轮发电机用的混合材料定子铁芯，其特征在于：包括铁芯，所述铁芯在轴向方向上包括位于中部的无取向硅钢片制成的铁芯中段（1），以及设置于铁芯中段（1）两端部的采用有取向硅钢片制成的铁芯端部段（2），在铁芯中段（1）与铁芯端部段衔接处设置有通风槽钢（3），以形成很大的空气气隙磁阻，防止形成有害的轴向磁路。2.如权利要求1所述的一种汽轮发电机用的混合材料定子铁芯，其特征在于：所述通风槽钢（3）的主体采用非磁性钢材料制成。3.如权利要求2所述的一种汽轮发电机用的混合材料定子铁芯，其特征在于：所述通风槽钢（3）的两侧设置有采用非磁性钢材料制成的衬板（4）。4.如权利要求3所述的一种汽轮发电机用的混合材料定子铁芯，其特征在于：在所述衬板（4）的外侧分别还设置有绝缘层（5）。5.如权利要求2所述的一种汽轮发电机用的混合材料定子铁芯，其特征在于：所述通风槽钢（3）的宽度为3mm
‑
10mm。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：王黔，王建立，王勇，胡德剑，刘雄，孙青，周光厚，李建富，杨勇，
申请(专利权)人：东方电气集团东方电机有限公司，
类型：新型
国别省市：