專利名稱：用于在電機(jī)中固定定子繞組線圈端部的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在電機(jī)中固定定子繞組線圈端部的裝置，電機(jī)包括轉(zhuǎn)子和定子，定子具有一個(gè)疊片鐵心，該疊片鐵心帶有端側(cè)上的定子鐵心端壓板，定子繞組被布置在疊片鐵心的槽內(nèi)，該繞組具有上和下線棒，它們的端部在軸向上同疊片鐵心交叉，其中夾持件具有一個(gè)內(nèi)環(huán)，該內(nèi)環(huán)緊密地、直接地或在插入一個(gè)襯墊后緊靠定子繞組線圈的端部，其端部象一內(nèi)錐體那樣展開，并且它具有分為多部分的外支撐部分，該支撐部分被支持在疊片鐵心的端面上。
從這點(diǎn)上講，本發(fā)明可參考下列現(xiàn)有技術(shù)，例如，EP-A-0，432，720或有同一內(nèi)容的US-A-5，140，740。
由于渦輪發(fā)電機(jī)定子的繞組端部承受高的負(fù)載，帶來了固定這些繞組線圈端部(繞組端部)的問題。這些負(fù)載的起因在于電磁力效應(yīng)，尤其是在短路情況下，在振蕩現(xiàn)象和在運(yùn)行中定子線棒相對(duì)于定子鐵心的不同熱膨脹情況下。這些負(fù)載遲早會(huì)導(dǎo)致松動(dòng)和損耗，最終導(dǎo)致接地短路和短路。
為了改善大型電機(jī)的繞組端部強(qiáng)度，已經(jīng)采用了一系列的裝置，這些裝置大多采用由絕緣材料作成的單體作為中間支撐元件。
根據(jù)DE-OS-1，613，125用于在電機(jī)中固定定子繞組線圈端部的裝置中，一個(gè)外環(huán)從外側(cè)緊靠在線圈端部的外層部分。一個(gè)獨(dú)立于外環(huán)的內(nèi)環(huán)嚙合在線圈端部的內(nèi)層上。為了防止這兩環(huán)的相互軸向移動(dòng)，采用制成C形弓形件的裝置，該裝置包繞線圈的端部，把兩個(gè)弓形連接起來。借助于軸向伸延的夾持件擰緊這兩個(gè)環(huán)，夾持件本身固定到定子疊片鐵心的端面上。
美國專利4，800，314中的繞組端部的夾持件僅用一個(gè)外環(huán)。這些繞組端部相互間被成群地楔入并粘接，并且借助扎帶固定到外環(huán)上。
支撐問題的進(jìn)一步的解決方案(尤其是用于改進(jìn)型的)是US-A-5，140，740或有同一內(nèi)容的EP-A-0，430，720中的技術(shù)內(nèi)容。其中所建議的夾持件具有一個(gè)內(nèi)環(huán)，該內(nèi)環(huán)緊靠定子繞組線圈錐形展開的端部，外支撐件由一個(gè)至少分成二部分的環(huán)或支撐梁組成，支撐梁在圓周方向上延伸和互連;嚙合在內(nèi)環(huán)和外環(huán)上或支撐梁上的束緊螺栓用來把內(nèi)環(huán)和外支撐件聯(lián)接起來。另外，也可以省略外環(huán)和束緊螺栓，這些是已知的，(圖4)。這樣，內(nèi)環(huán)連同繞組端部的端頭弓形件利用卡緊楔的插入支撐在角撐上，該角撐被緊固在定子疊片鐵心的端面上。
在上述兩種方案中，其缺點(diǎn)是，在繞組端部松動(dòng)時(shí)，必須以較大精力才能重新夾固。
因此，本發(fā)明的目的是提供一個(gè)開頭所稱類型的新穎夾持件，它能經(jīng)濟(jì)和容易地制造，可靠地承受上述類型的所有運(yùn)行載荷，尤其是在繞組端伸出部分可能的松動(dòng)時(shí)能重新夾固。此外，在檢修和保養(yǎng)時(shí)，尤其在翻新工作中，夾持件容易裝配，同樣可再一次簡單地拆卸。
根據(jù)本發(fā)明，這個(gè)目的這樣達(dá)到外支撐件具有分為多部分的外環(huán)，該外環(huán)由相互間可卸連接的環(huán)形段構(gòu)成，該環(huán)形段部分位于托架自由端的槽內(nèi)，這些槽在圓周方向上伸展并相互對(duì)齊，并設(shè)有用于分隔下和上線棒的裝置，而內(nèi)環(huán)則由一個(gè)閉合的內(nèi)錐環(huán)、一個(gè)整體的或分為多部分的外錐環(huán)和支撐段構(gòu)成，兩錐形環(huán)上的錐面在定子繞組線圈的空錐狀擴(kuò)展的端部方向上伸展，兩個(gè)錐形環(huán)在軸向相互被撐牢。
通過參考下列詳細(xì)的描述并考慮到相應(yīng)的附圖，將會(huì)容易地獲得本發(fā)明更加完善的評(píng)價(jià)和許多附加的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，也變得易于理解

圖1表示了通過渦輪發(fā)電機(jī)低壓(LV)端的一軸向剖視簡圖;和圖2表示通過如圖1所示的渦輪發(fā)電機(jī)的端部，相應(yīng)于內(nèi)部支撐的高度沿AA線的徑向局部剖視圖。
參考附圖，在此同樣的參考標(biāo)號(hào)表示幾個(gè)附圖中相同或相應(yīng)的部分，根據(jù)圖1，在通過渦輪發(fā)電機(jī)的前端部(低壓端或激磁端)的簡化軸向剖視圖中，標(biāo)號(hào)1表示一轉(zhuǎn)子，2是一定子疊片鐵心，3是其鐵心端壓板，4是壓指。定子繞組包括一下線棒5和上線棒6，它們的端部從定子疊片鐵心2凸伸出，即通常所說的端部弓形件，這兩端部借助并頭套(eye)7作相互的電連接和機(jī)械連接。所有端部弓形件構(gòu)成了繞組端部。
固定在定子鐵心端壓板3上的托架8用于對(duì)繞組端部作外部支撐。以這種方式，槽道9對(duì)著在圓周方向的端部范圍，延伸的槽與電機(jī)的軸線相垂直且其內(nèi)部徑向是中空的。一個(gè)由多部分構(gòu)成的環(huán)被嵌入到些槽9中，該環(huán)由絕緣材料制成，在下文中被稱為外環(huán)10，并由扇形片10a、10b、10c……(圖2)組成，所述的扇形片在典型情況下覆蓋60°區(qū)域。每個(gè)扇形片可拆卸地相互聯(lián)接，例如借助于連接件11。
定子繞組的下線棒5通過插入絕緣襯墊12而被固定到外環(huán)10上，該絕緣襯墊例如可由玻璃纖維墊或玻璃纖維層制成。典型地，四個(gè)施壓軟管13被分別拉入上下線棒5和6之間，它們均勻分布在繞組端部的軸向伸出部分上，該施壓軟管13被充有合成樹脂且由絕緣材料制成，它的作用在后面將會(huì)更詳細(xì)地加以說明。上下線棒和施壓軟管13一起由玻璃纖維繩14或玻璃纖維粗紗線固定到支架8上。
內(nèi)部支撐是借助于被標(biāo)示為參號(hào)15的內(nèi)環(huán)來實(shí)現(xiàn)的。該內(nèi)環(huán)大體包括三個(gè)組件或元件一個(gè)分為多部分的外錐形環(huán)15a，該外錐形環(huán)15a由錐形環(huán)片15a[sic]構(gòu)成，一個(gè)閉合的內(nèi)錐環(huán)15b和支撐部分15c。一個(gè)絕緣襯墊16設(shè)置在上線棒6的支承面和內(nèi)錐環(huán)15b的支承面之間，該絕緣襯墊例如可由玻璃纖維層制成。
外錐環(huán)15a的徑向內(nèi)錐表面和內(nèi)錐環(huán)15b的經(jīng)向外錐表面大致朝著上線棒6的方向延伸，象一個(gè)內(nèi)錐體展開。支撐部分15c支撐在外錐環(huán)15a的端面上，該端面近似垂直于電機(jī)的縱軸17延伸并且朝向電機(jī)內(nèi)部。被擰入支撐部分15c的相應(yīng)螺孔內(nèi)的夾緊螺栓18能被用于內(nèi)錐環(huán)15b相對(duì)于外錐環(huán)15a在軸線方向的緊固。緊靠支撐部分15c，并且擰緊內(nèi)錐環(huán)15b的支撐螺栓19可用來防止內(nèi)錐環(huán)15b扭曲。
當(dāng)內(nèi)外錐環(huán)被一起夾緊時(shí)，不允許的高拉伸應(yīng)力通過外環(huán)10和托架8可出現(xiàn)在定子疊片鐵心2(由金屬片疊片組成)上，為了吸取這些力，采用了由絕緣材料制成的整體環(huán)形板20，該環(huán)形板20借助于螺栓21固定到所有的托架8上。另外的螺栓22通過軸向伸延的孔被導(dǎo)入托架8直到槽9為至，并固定外環(huán)10。
出于完整的原因，繞組端部空間的外密封23和裝在轉(zhuǎn)子1上的軸流式風(fēng)機(jī)24及葉片25都示于圖1中，同樣轉(zhuǎn)子軸26，轉(zhuǎn)子蓋27和其蓋板28也示于圖1中。
繞組端部伸出部分是按如下方式制造的在插入定子繞組線棒5，6之前，把扇形片10a、10b、10c……插入槽9內(nèi)，并借助于連接件11將其與外環(huán)相連。線棒插入之后，拉入施壓軟管13，裝上玻璃纖維繩，該玻璃纖維繩事先或在安裝之后用可固化的合成樹脂浸漬。此后，把環(huán)形板20固定到托架8上，同時(shí)利用螺栓22固定外環(huán)10。隨后插入內(nèi)環(huán)15并夾緊。然后用可固化的浸漬樹脂，例如環(huán)氧樹脂填充施壓軟管13并加壓，該浸漬樹脂在壓力下被固化。在處理過程中，施壓軟管呈現(xiàn)圖2所示的脹大后的構(gòu)形，即分別在相鄰的導(dǎo)線棒5和6之間的空隙上使它們膨脹，借此確保在圓周方向上的固定和間隔。與此同時(shí)，它們擠壓下和上線棒使其分開，并借此使繞組端部伸出部分在徑向變硬。在這種情況下，托架8和環(huán)形板20，還有外環(huán)10吸納徑向向外作用的力，而內(nèi)環(huán)15吸納徑向向內(nèi)作用的力。代替遍及整個(gè)圓周的施壓軟管13，也可以采用較短長度的軟管，在限定的情況下，也可以采用填充合成樹脂的緩沖件。最基本的是，這些元件原則上用來在組裝過程中撐牢該繞組端部伸出部分，這些元件在以后的工作中具有支撐和分隔作用。在合成樹脂固化和實(shí)際上不可避免而出現(xiàn)收縮之后，內(nèi)錐形環(huán)15b緊靠外錐形環(huán)15a撐牢，最后以這種方式整個(gè)繞組端部被強(qiáng)化。
工藝的一種替換方式包括用“普通”的玻璃纖維粗紗或玻璃纖維繩完成分隔，它們被拉好并在此之后利用可固化的合成樹脂浸漬，或者已經(jīng)用可固化的合成樹脂浸漬，然后安裝，最后用內(nèi)環(huán)15才把繞組端部撐牢。
在以后的工作中，如果繞組端部的伸出部分出現(xiàn)松動(dòng)，可重新夾緊內(nèi)環(huán)15而不需太大的精力就可消除上述現(xiàn)象。
顯而易見，本發(fā)明的多種修改和變化在上述技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)是可能的。因此可以理解在所附權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)，本發(fā)明能以不同于在此所說明的方式來實(shí)踐。
標(biāo)號(hào)表1轉(zhuǎn)子2定子疊片鐵心3定子鐵心端壓板4壓指5下線棒6上線棒7并頭套8托架9托架中的槽10外環(huán)10a、b、c外環(huán)10的扇形段11連接件12,16絕緣襯墊13充有合成樹脂的施壓軟管14玻璃纖維繩15內(nèi)環(huán)15a外錐形環(huán)15b內(nèi)錐形環(huán)15c支撐段17電機(jī)縱軸18夾緊螺栓19支撐螺絲20環(huán)形板
21螺絲22螺栓23密封24軸流式風(fēng)機(jī)25風(fēng)機(jī)24的葉片26轉(zhuǎn)子軸27轉(zhuǎn)子蓋28蓋板
權(quán)利要求
1.用于固定電機(jī)中定子繞組線圈端部的裝置，該電機(jī)包括一定子和一轉(zhuǎn)子，其中定子具有一疊片鐵心，該鐵心帶有側(cè)端上的定子鐵心端壓板，定子繞組被布置在疊片鐵心內(nèi)，繞組的端部在軸向上伸出該疊片鐵心，該夾持件具有一內(nèi)環(huán)和一個(gè)分為多部分的外支撐件，該內(nèi)環(huán)直接地或在插入一個(gè)襯墊后緊靠定子繞組線圈的象內(nèi)錐體展開的端部，該外支撐件通過托架被支撐在疊片鐵心的端面上，其特征在于，該外支撐件具有分為多部分的外環(huán)，外環(huán)由環(huán)形段構(gòu)成，該環(huán)形段相互間可拆卸地連接，該環(huán)形段部分地定位在托架自由端的槽內(nèi)，這些槽在圓周方向上伸延，并相互對(duì)齊，設(shè)有用來分隔下和上線棒的裝置，內(nèi)環(huán)包括一封閉的內(nèi)錐形環(huán)，一個(gè)整體或分為多體的外錐形環(huán)和支撐部分，其中，兩錐形環(huán)上的錐面以定子繞組線圈端部的方向伸延，端部象一內(nèi)錐體那樣伸展，兩個(gè)錐形環(huán)能在軸向上相互緊靠地?fù)卫巍?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所有的托架被連接到一個(gè)共同的環(huán)形板上，該環(huán)形板與電機(jī)縱軸垂直，并被可拆卸地固定到托架的自由端端面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，外環(huán)的環(huán)形段也被用螺栓擰到環(huán)形板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，施壓軟管被拉進(jìn)下和上線棒之間的空隙里，上述施壓軟管為了定子繞組導(dǎo)體的支撐和相互分開的目的充有可固化的合成樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，玻璃纖維繩或玻璃纖維粗紗被拉進(jìn)下和上線棒之間的空隙里，上述玻璃纖維繩或玻璃纖維粗紗為了定子繞組導(dǎo)體的支撐和相互分開的目的充有可固化的合成樹脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，兩個(gè)錐形環(huán)能在軸向上借助于夾緊螺栓和支撐螺絲相互緊靠地?fù)卫危梢园褗A緊螺栓擰到支撐段上，而支撐螺絲被支撐在所述支撐段的向外指向的端面上。
全文摘要
用于在電機(jī)中固定定子繞組線圈端部的裝置包括內(nèi)環(huán)(15)和分成扇形段的外環(huán)(10)。由下和上線棒構(gòu)成的定子繞組端部被支撐在所述外環(huán)(10)上，而外環(huán)則由固定在電機(jī)端側(cè)的托架(8)支撐。下和上線棒相互間用充有合成樹脂的施壓軟管分開。內(nèi)環(huán)(15)由二個(gè)環(huán)組成，具有一個(gè)封閉的內(nèi)錐形環(huán)(15b)和一個(gè)最好分為多部分的外錐形環(huán)(15a)和支撐段(15c)，其中，兩個(gè)錐形環(huán)可以在軸向上相互撐牢。用這種方式構(gòu)成的繞組端部支撐完全滿足所有實(shí)際需要，并還能在以后重新夾緊。
文檔編號(hào)H02K3/50GK1102516SQ94108279
公開日1995年5月10日 申請(qǐng)日期1994年7月5日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月5日
發(fā)明者J·P·帕羅茲, H·齊默曼 申請(qǐng)人:Abb管理有限公司