專利名稱：帶激磁繞組直接氣冷的透平發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶激磁繞組直接氣冷的透平發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，激磁繞組導(dǎo)線排列在轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子體縱向槽內(nèi)，向這些線槽由槽蓋斜鐵封罩，在槽底和位于其上方的激磁繞組導(dǎo)線之間裝有絕緣條。
此種類型轉(zhuǎn)子在，例如US-A-4，152，610中有所披露。
激磁繞組直接冷卻的各種不同方法已先后被開(kāi)發(fā)出來(lái)a)冷卻氣在轉(zhuǎn)子繞組的繞組懸伸部分的下方進(jìn)入并在轉(zhuǎn)子體起始端分為兩股流。一部分冷卻氣流經(jīng)繞組懸伸部分的導(dǎo)線并通過(guò)特定開(kāi)口離開(kāi)繞組懸伸區(qū)，這些開(kāi)口排布在轉(zhuǎn)子體上的極區(qū)。然而氣流的主要部分則進(jìn)入沿轉(zhuǎn)子體園周、由空心導(dǎo)線構(gòu)成的激磁繞組，并從轉(zhuǎn)子體中心流出(US-A-4，634，910)。
b)冷卻氣在激磁繞組下面沿線槽內(nèi)一種特別溝道(鍵槽或底槽)被送入導(dǎo)線。沿軸向看氣體從若干點(diǎn)處流出(US-A-3，119，033或者05A-4，152，610)。
c)方法a)、b)相結(jié)合的方法。在這種情況下，激磁導(dǎo)線部分的供氣借助鍵槽或底槽在轉(zhuǎn)子芯實(shí)現(xiàn)，而兩端部分的供氣則直接來(lái)自繞組懸伸區(qū)域。
在所有已知變換方案中，重要的是，激磁繞組導(dǎo)線應(yīng)牢固地固定在轉(zhuǎn)子線槽內(nèi)，為此，通常依靠槽蓋斜鐵來(lái)達(dá)到。在運(yùn)轉(zhuǎn)中，激磁導(dǎo)線靠離心力的作用而緊靠著槽蓋斜鐵并從而在軸向亦得到固定。然而，在離心力作用情況以及在運(yùn)轉(zhuǎn)中，落位現(xiàn)象導(dǎo)致導(dǎo)線組件內(nèi)松動(dòng)。這可能導(dǎo)致在激磁導(dǎo)線與槽或斜鐵間，在運(yùn)轉(zhuǎn)中斷后，例如當(dāng)出現(xiàn)機(jī)器反轉(zhuǎn)或重新啟動(dòng)時(shí)，發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。由于這樣的原因，在線槽斜鐵與繞組之間用預(yù)應(yīng)力方式設(shè)置了回復(fù)性彈性中間層。在不帶鍵槽的轉(zhuǎn)子的情況下，回復(fù)性彈性中間層，一般稱做波紋彈簧，也用于槽底處。這種中間層必須至少有一點(diǎn)是固定的，通常在沿線槽縱向轉(zhuǎn)子體的端部。雖然在線槽斜鐵下面回復(fù)性彈性中間層的軸向固定不會(huì)有問(wèn)題，但在帶有鍵槽轉(zhuǎn)子的情況下，把上述中間層固定在槽底的設(shè)計(jì)就比較困難，而且對(duì)應(yīng)元件還不得阻塞鍵槽的橫斷面。由于制造的原因和/或強(qiáng)度的原因，不能在線槽內(nèi)增設(shè)孔或者類似的構(gòu)造。
故而，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供本說(shuō)明一開(kāi)始所描述的新型轉(zhuǎn)子，其激磁繞組通過(guò)簡(jiǎn)單的防軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)而固定，且為此目的而采用的固定方法既不有損轉(zhuǎn)子強(qiáng)度又不阻礙冷卻氣體的流動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明，該目的的達(dá)到在于，在上述絕緣條和上述激磁繞組導(dǎo)線之間提供一平行條狀回復(fù)性彈性中間層，該中間層自轉(zhuǎn)子體的一端開(kāi)始沿轉(zhuǎn)子體中心線方向延伸，而且還在于，該回復(fù)性彈性中間層具有一對(duì)向下彎曲的突出部分，嵌入絕緣條的橫向切口中。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)可從這樣的事實(shí)看出回復(fù)性彈性中間層的軸向固定可以用簡(jiǎn)單方法達(dá)到，此種固定方法能承受所有操作應(yīng)力，制作費(fèi)用低廉，且不阻礙冷卻氣通道。此法用于冷卻方法極不相同之轉(zhuǎn)子，但是尤其適用于帶鍵槽的轉(zhuǎn)子。
本發(fā)明示范性實(shí)例及由此能達(dá)到的優(yōu)點(diǎn)將在下面結(jié)合附圖加以解釋。
隨著結(jié)合附圖參考下面的詳細(xì)說(shuō)明從而對(duì)本發(fā)明有了較深理解，人們能容易地獲得對(duì)本發(fā)明及其帶來(lái)的諸多優(yōu)點(diǎn)更為全面的認(rèn)識(shí)，其中

圖1表示一個(gè)透平發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的局部、簡(jiǎn)化、縱向剖面，旨在解釋冷卻氣的供給;
圖2表示圖1所示轉(zhuǎn)子沿其AA線的橫剖面;
圖3表示圖1所示轉(zhuǎn)子沿其BB線的橫剖面;
圖4表示圖1所示轉(zhuǎn)子沿其CC線的橫剖面;
圖5表示圖4的放大詳圖;
圖6表示位于槽底的絕緣條以及一個(gè)波紋彈簧，在取出激磁導(dǎo)線后的平面圖;
圖7表示該絕緣條以及波紋彈簧的側(cè)視圖。
現(xiàn)在看附圖，其中相同數(shù)碼在幾個(gè)視圖中標(biāo)明相同的或?qū)?yīng)的零件，在圖1及圖2所示透平發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子通過(guò)中心斷面的局部、簡(jiǎn)化、縱向剖面圖中，完全由空心導(dǎo)線1做成的激磁繞組，排布在轉(zhuǎn)子體3的線槽2內(nèi)。為說(shuō)明清楚起見(jiàn)，在本例子里僅表示出4根空心導(dǎo)線即1a、1b、1c、1d，沿經(jīng)向逐層排列。線槽2由線槽斜鐵4封罩。在頂層空心導(dǎo)線1a與線槽斜鐵4之間有一層斜鐵墊層5，由絕緣材料構(gòu)成。該斜鐵墊層本身可以是回復(fù)性彈性體。但是它也可以由一條絕緣材料和一個(gè)單獨(dú)的回復(fù)性彈性條，例如波紋彈簧，構(gòu)成。
在線槽底有一絕緣條6。該絕緣條6沿整個(gè)槽寬充填于槽2內(nèi)，且其底面與線槽形狀相吻合。填充條7，位于絕緣條6與底層空心導(dǎo)線1d之間，其作用將在稍后解釋。
在按照詳圖3的通過(guò)端部轉(zhuǎn)子截面的橫剖面圖中，用被紋彈簧8代替填充條7。在此端部剖面圖中，線槽2具有一個(gè)溝渠狀下凹部分、一個(gè)鍵槽或底槽9。從園周方向看，該下凹部分比容納空心導(dǎo)線1的線槽2窄。它由轉(zhuǎn)子體始端(在圖1中看不到)大約延伸整個(gè)轉(zhuǎn)子體長(zhǎng)度的1/4至1/3，然后終止。為表示清楚起見(jiàn)，在圖1至圖3中，絕緣條6、填充條7和波紋彈簧8均用粗線表示，旨在強(qiáng)調(diào)。
螺栓10由絕緣材料構(gòu)成，它貫通所有空心導(dǎo)線、線槽斜鐵及中間層并在內(nèi)端插入轉(zhuǎn)子體，它是沿轉(zhuǎn)子中心線排列的。這個(gè)螺栓用于線槽組件的軸向固定。
激磁繞組按照文章開(kāi)頭所說(shuō)的冷卻氣供給方法冷卻且屬于方法c)。
第一股冷卻氣流11從(圖中未表示)轉(zhuǎn)子繞組懸伸區(qū)通過(guò)橫向槽(同樣未表示)送入空心導(dǎo)線1a至1d，進(jìn)而經(jīng)過(guò)經(jīng)向的第一組通道12a、12b、12c、12d沿特定的軸向長(zhǎng)度分布，上述通道還穿過(guò)斜鐵墊層5和線槽斜鐵4而排至外部。這些第一組徑向通道由空心導(dǎo)線1a至1d內(nèi)的通孔所構(gòu)成。在這種情況下，通道12a被分配給空心導(dǎo)線1a，通道12b給空心導(dǎo)線1b，通道12c給空心導(dǎo)線1c，而通道12d給空心導(dǎo)線1d。
通過(guò)沖壓空心導(dǎo)線1a……1d而形成的第一組阻塞點(diǎn)13a、13b、13c和13d，從冷卻氣流向方向看去，位于第一組徑向通道12a…12d的后面。第二組阻塞點(diǎn)14a、14b、14c分別設(shè)在空心導(dǎo)線1a、1b和1c中，從冷卻氣流動(dòng)方向看去，在徑向通道12d后面。這些第二組阻塞點(diǎn)與空心導(dǎo)線1d中的阻塞點(diǎn)13d一起造成第一股冷卻氣流，在其最后一段從轉(zhuǎn)子流出，而不與下面將要說(shuō)明的第二冷卻氣流11′相混合，后者是經(jīng)鍵槽9被供入轉(zhuǎn)子中段的。
第二股冷卻氣流11′從鍵槽9進(jìn)入第二徑向通道15a、15b、15c、15d，此間既通過(guò)絕緣條6、填充條7內(nèi)的孔，也通過(guò)空心導(dǎo)線1a-1d內(nèi)的孔，繼而進(jìn)入各個(gè)空心導(dǎo)線。在這種情況下，通道15a直延伸到空心導(dǎo)線1a，而通道15b僅伸到空心導(dǎo)線1b，通道15c到空心導(dǎo)線1c，通道15d僅到空心導(dǎo)線1d。進(jìn)而，為避免各個(gè)分氣流混合，分別在空心導(dǎo)線1b、1c、1d內(nèi)設(shè)置第三組阻塞點(diǎn)16b、16c、16d。
空心導(dǎo)線1a至1d內(nèi)的各分氣流在靠近轉(zhuǎn)子體中心(螺栓10)處通過(guò)第三組徑向通道17a、17b、17c、17d流失到外部。這些第三組徑向通道同樣是由在空心導(dǎo)線內(nèi)、斜鐵墊層5及線槽斜鐵4中沿徑向開(kāi)的孔而形成的。第四組阻塞點(diǎn)18a、18b、18c和螺栓10在此種情況下起著保證冷卻氣體在轉(zhuǎn)子體中心內(nèi)按一定順序排出的作用。
圖3到圖7則表示波紋彈簧8是如何在鍵槽9上方線槽底部沿軸向固定的詳圖。為此目的，絕緣條6具有兩個(gè)橫向缺口19，其深度大致相當(dāng)于絕緣條6的厚度，開(kāi)在轉(zhuǎn)子體端(圖1中右手圖邊處)附近，相對(duì)其縱向軸線呈對(duì)稱。代替缺口19，也可只開(kāi)一個(gè)長(zhǎng)度適當(dāng)?shù)莫M縫。波紋彈簧8用彈簧鋼制成。且由波紋狀平行條構(gòu)成。該波形條的長(zhǎng)度方向?yàn)檫B貫的。在絕緣條6的缺口19附近，該條兩側(cè)各有一垂邊20，朝下彎曲，其析邊在圖6中的標(biāo)號(hào)為21。該垂邊的寬度大致等于絕緣條厚度，這就是說(shuō)它向下不超出絕緣條6。
為簡(jiǎn)化組裝，可用浸漬合成樹(shù)脂的玻璃纖維做成的薄包扎帶22繞著波紋彈簧8和絕緣條在缺口19部位扎住，正如圖7中虛線所示。在波紋彈簧8和底層空心導(dǎo)線1d之間的墊層23可防止損傷空心導(dǎo)線絕緣層24。
絕緣條6沿軸向的固定，除依靠螺栓10外，還依靠絕級(jí)條6底面的特定形狀與線槽底的幾何形狀互相吻合。而波紋彈簧8的垂邊20嵌入上述缺口19中又使波紋彈簧8相對(duì)于絕緣條6的軸向位置固定，并從而也就使波紋彈簧相對(duì)于線槽以及相對(duì)于激磁繞組的位置得到固定。這樣一來(lái)，僅僅在轉(zhuǎn)子體端部進(jìn)行這種固定已滿足需要。需要時(shí)，也可設(shè)置一對(duì)以上的缺口19及相關(guān)的垂邊20。如果這樣做時(shí)，這些必須沿線槽縱向彼此靠緊設(shè)置，以便使波紋彈簧8可以伸長(zhǎng)。
已發(fā)現(xiàn)，只在轉(zhuǎn)子體的兩端設(shè)置波紋彈簧8(如圖1所表示)已足夠了，也就是說(shuō)在轉(zhuǎn)子體端部與第二組阻塞點(diǎn)14a…之間這一段沒(méi)有徑向通道貫穿波紋彈簧，也不會(huì)有妨礙其功能的區(qū)域。
當(dāng)然，本發(fā)明不局限于具有如圖所示冷卻布局以及具有由空心激磁導(dǎo)線構(gòu)成激磁繞組且氣流基本上沿其縱向流過(guò)的轉(zhuǎn)子。它也可以用于不帶鍵槽的轉(zhuǎn)子，也就是如EP-B-O173 877所公開(kāi)的那類轉(zhuǎn)子。此外，回復(fù)性彈性中間層可以是除波紋彈簧之外的形式。
當(dāng)我們看一下本文開(kāi)頭提到的US-A-4，152，610的圖1時(shí)就會(huì)明白，絕緣條6也在其中用作線槽底絕緣。在已知激磁繞組情況下，盡管在底層激磁導(dǎo)線絕緣條之間沒(méi)有回復(fù)性彈性元件，而且直接氣冷也是按不同的方式完成的，按照本發(fā)明置于絕緣條6上的波紋彈簧8的固定方式也依然可被應(yīng)用在此種布置的情況中，而不偏離本發(fā)明所涵蓋的范圍。
雖然，從上述介紹來(lái)看，可能有許多本發(fā)明的修改或變形。因而，應(yīng)當(dāng)理解，在所附權(quán)利要求范圍之內(nèi)，本發(fā)明可以按照不同于所描述的具體做法來(lái)實(shí)施。
代號(hào)說(shuō)明
1a…空心導(dǎo)線2轉(zhuǎn)子體內(nèi)線槽3轉(zhuǎn)子體4線槽斜鐵5斜鐵墊層6絕緣條7填充條8波紋彈簧9鍵槽10緊固螺栓11第一冷卻氣流12a…第一組徑向通道13a…第一組阻塞點(diǎn)14a…第二組阻塞點(diǎn)15a…第二組徑向通道16a…第三組阻塞點(diǎn)17a…第三組徑向通道18a…第四組阻塞點(diǎn)19絕緣條橫向缺口20波紋彈簧垂邊21波紋彈簧的折邊22玻璃纖維包扎帶23墊層24空心導(dǎo)線絕緣層
權(quán)利要求
1.一種具有激磁繞組直接氣冷的透平發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，該激磁繞組導(dǎo)線排列在轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子體縱向線槽內(nèi)且該線槽借助線槽斜鐵封蓋，并且在線槽底和位于其上的激磁繞組導(dǎo)線之間設(shè)有絕緣條，其中，在上述絕緣條和上述激磁繞組導(dǎo)線之間設(shè)有一回復(fù)性彈性中間層，呈平行條狀，較好為一波紋彈簧，該中間層從轉(zhuǎn)子體一端開(kāi)始沿轉(zhuǎn)子體中心方向延伸，而其中回復(fù)性彈性中間層具有一對(duì)向下彎曲的突出部分嵌入絕緣條的橫向切口內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1的轉(zhuǎn)子，其中，突出部分是由把一個(gè)與回復(fù)性彈性中間層總長(zhǎng)度相比較短的邊緣塊扳彎而形成的。
3.如權(quán)利要求1或2的轉(zhuǎn)子，其中朝下的突出部分的徑向高度大致相當(dāng)于絕緣條厚度。
4.如權(quán)利要求1至3中之一的轉(zhuǎn)子，其中在具有鍵槽轉(zhuǎn)子的情況下，在缺口區(qū)內(nèi)絕緣條寬度大致相當(dāng)于鍵槽的槽寬。
5.如權(quán)利要求1至4中之一的轉(zhuǎn)子，其中在缺口區(qū)設(shè)有包扎帶，該包扎帶圍著絕緣條和回復(fù)性彈性中間層纏繞。
全文摘要
在帶有激磁繞組(1a…)直接氣冷透平發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的情況下，在線槽底和位于其上的激磁繞組導(dǎo)線(1d)之間設(shè)有絕緣條(6)。為了補(bǔ)償激磁繞組落位現(xiàn)象，在該絕緣條(6)和上述激磁繞組導(dǎo)線(1d)之間設(shè)有波紋彈簧(8)形式的回復(fù)性彈性中間層。該波紋彈簧(8)自轉(zhuǎn)子體一端開(kāi)始沿轉(zhuǎn)子體中心方向延伸。為了軸向固定該波紋彈簧又不阻塞鍵槽(9)的橫截面，波紋彈簧具有一對(duì)突出部(20)朝下彎曲并且嵌入絕緣條(6)的橫向缺口(19)內(nèi)。
文檔編號(hào)H02K3/48GK1108014SQ9411820
公開(kāi)日1995年9月6日 申請(qǐng)日期1994年11月4日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月4日
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