[go: up one dir, main page]

RU2298274C1 - Electrical machine rotor - Google Patents

Electrical machine rotor Download PDF

Info

Publication number
RU2298274C1
RU2298274C1 RU2005136138/09A RU2005136138A RU2298274C1 RU 2298274 C1 RU2298274 C1 RU 2298274C1 RU 2005136138/09 A RU2005136138/09 A RU 2005136138/09A RU 2005136138 A RU2005136138 A RU 2005136138A RU 2298274 C1 RU2298274 C1 RU 2298274C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
slots
rings
ring
row
Prior art date
Application number
RU2005136138/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Юрьевич Аврух (RU)
Владимир Юрьевич Аврух
Original Assignee
Владимир Юрьевич Аврух
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Юрьевич Аврух filed Critical Владимир Юрьевич Аврух
Priority to RU2005136138/09A priority Critical patent/RU2298274C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2298274C1 publication Critical patent/RU2298274C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

FIELD: electrical and electromechanical engineering; large electrical machines such as turbogenerators.
SUBSTANCE: proposed rotor has alignment ring assembled of internal and external rings joined together; several rows of tangential slits are made in one of them so that jumpers between slits of one row are disposed opposite intermediate part of other-row slits. In this case, on one hand provision is made for making one of mentioned rings as flexible insert for alignment ring, for instance by producing it from spring steel; on other hand, rotor shroud rings of large electrical machines can be designed so that single-seat overhanging mechanical design of shroud-ring assembly is actually transformed into double-seat assembly by placing internal ring in the form of flexible insert into mentioned assembly, and vice versa.
EFFECT: enhanced rotor reliability due to additional reduction of alternate stress in vicinity of setting shroud rings on rotor core.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к роторам крупных электрических машин, например к турбогенераторам.The invention relates to electrical engineering, in particular to the rotors of large electrical machines, for example, turbogenerators.

Известен ротор электрической машины с обмоткой, закрепленной в лобовой части массивными металлическими бандажными кольцами, надетыми одной стороной на торцовые части сердечника ротора горячей посадкой, а другой тыльной стороной, через центрирующие кольца в поперечном разрезе Z-образной формы, которая выполняет функцию эластичных элементов. Однако такая форма эластичных элементов, обеспечивая хорошую податливость бандажного узла в аксиальном направлении, не обеспечивает его достаточной гибкостью в радиальном направлении [1].A rotor of an electric machine is known with a winding fixed in the frontal part by massive metal retaining rings, worn on one side on the end parts of the rotor core by a hot fit, and on the other side, through the centering rings in a Z-shaped cross section, which performs the function of elastic elements. However, this form of elastic elements, providing good flexibility of the retaining assembly in the axial direction, does not provide it with sufficient flexibility in the radial direction [1].

Наиболее близким аналогом-прототипом изобретения является другая известная конструкция ротора электрической машины [2] с двухпосадочным исполнением бандажного узла, в которой бандажные кольца закрепляются с тыльной стороны через центрирующие кольца, с тангенциальными прорезями, на концевых частях вала ротора. Однако использование этого изобретения лишь уменьшает знакопеременные напряжения в зоне посадки бандажных колец на сердечник ротора, возникающие при прогибе вала ротора в процессе эксплуатации электрической машины и не всегда может быть использовано по условиям прочности центрирующего кольца.The closest analogue to the prototype of the invention is another known design of the rotor of an electric machine [2] with a two-seat design of the retaining assembly, in which the retaining rings are fixed on the back through the centering rings, with tangential slots, on the end parts of the rotor shaft. However, the use of this invention only reduces the alternating stresses in the area of the retaining rings on the rotor core, arising from the deflection of the rotor shaft during operation of the electric machine and can not always be used according to the strength conditions of the centering ring.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение - это повышение надежности ротора электрической машины за счет дополнительного снижения знакопеременных напряжений в зоне посадки бандажных колец на сердечник ротора.The technical result to which this invention is directed is to increase the reliability of the rotor of an electric machine by additionally reducing alternating stresses in the area where the retaining rings fit onto the rotor core.

На Фиг.1 изображен ротор электрической машины, содержащей массивный сердечник (1) с катушечной обмоткой (2), закрепленной в лобовых частях (3) в радиальном направлении с помощью массивных металлических бандажных колец (4), надетых одной стороной на торцовые части сердечника горячей посадкой, а другой тыльной частью через центрирующие кольца (5) с эластичными элементами (6), на концевые части вала (7) ротора. Обозначения: υмакс.- максимальный статический прогиб вала ротора в центральной части сердечника.Figure 1 shows the rotor of an electric machine containing a massive core (1) with a coil winding (2), mounted in the frontal parts (3) in the radial direction using massive metal retaining rings (4), worn on one side of the end parts of the hot core landing, and the other back through the centering rings (5) with elastic elements (6), on the end parts of the shaft (7) of the rotor. Designations: υ max. - maximum static deflection of the rotor shaft in the central part of the core.

На Фиг.2 приведен поперечный разрез центрирующего кольца выполняются из двух соединенных горячей посадкой наружного (8) и внутреннего (9) колец, в котором выполнены два ряда тангенциально расположенных прорезей (10). Позициями (11) и (12) обозначены соответственно наружная поверхность внешнего кольца и внутренняя поверхность второго кольца, на которой выполнен один из рядов прорезей корытообразной формы.Figure 2 shows a cross section of the centering ring is made of two hot-connected outer (8) and inner (9) rings, in which two rows of tangentially located slots (10) are made. Positions (11) and (12) indicate the outer surface of the outer ring and the inner surface of the second ring, respectively, on which one of the rows of trough-shaped slots is made.

На Фиг.3 приведен разрез по А-А центрирующего кольца, на котором отображено только внутреннее кольцо на наружной и внутренней цилиндрических поверхностях которого выполнены прорези корытообразной формы, ограниченные перемычками (13).Figure 3 shows a section along AA of the centering ring, on which only the inner ring is displayed on the outer and inner cylindrical surfaces of which trough-shaped slots are made, limited by jumpers (13).

Бандажный узел, являющийся наиболее нагруженным в механическом отношении узлом ротора электрической машины, удерживает лобовые части обмотки, закрепленные на вращающемся сердечнике, в радиальном направлении от действия центробежных сил за счет бандажного кольца, а в осевом направлении от действия сил, возникающих в результате теплового расширения обмотки, с помощью центрирующего кольца.The bandage unit, which is the most mechanically loaded node of the rotor of an electric machine, holds the frontal parts of the windings mounted on a rotating core in the radial direction from the action of centrifugal forces due to the retaining ring, and in the axial direction from the forces resulting from thermal expansion of the winding using a centering ring.

В двухпосадочном исполнении бандажного узла, с закрепленными с обеих сторон бандажными кольцами, наиболее опасны знакопеременные напряжения, которые возникают в процессе эксплуатации электрической машины, от прогиба вала ротора в зоне посадки бандажных колец на сердечник, величина которого достигает максимального значения в срединной части ротора (υмакс). Такие же напряжения возникают и в однопосадочной конструкции бандажного узла от воздействия массы бандажного кольца и подбандажного содержимого при вращении ротора.In the two-seat design of the retaining assembly, with retaining rings fixed on both sides, alternating stresses that occur during operation of the electric machine from the deflection of the rotor shaft in the area of the retaining rings on the core, the value of which reaches its maximum value in the middle part of the rotor (υ max ). The same stresses arise in the single-seat design of the retainer assembly from the influence of the mass of the retainer ring and the retainer contents during rotation of the rotor.

Устранить или, по крайней мере, максимально снизить эти знакопеременные напряжения в зоне посадки бандажных колец на сердечник ротора и являются целью изобретения.Eliminate or at least minimize these alternating stresses in the area of the retaining rings on the core of the rotor and are the purpose of the invention.

Это достигается тем, что центрирующее кольцо выполняется из двух соединенных горячей посадкой наружного и внутреннего колец, в одном из которых выполняются несколько рядов тангенциально расположенных прорезей так, чтобы перемычки между прорезями одного ряда располагались напротив срединной части прорезей другого ряда. В этом случае открывается возможность, с одной стороны, целенаправленно выполнять одно из колец как эластичную вставку в центрирующее кольцо, например, изготовив ее из пружинной стали, а с другой стороны открывается возможность вариантного конструктивного решения бандажных узлов роторов, например, превращение однопосадочного консольного исполнения бандажного узла в двухпосадочное, путем установки вставки - внутреннего эластичного кольца и наоборот.This is achieved by the fact that the centering ring is made of two outer and inner rings connected by a hot fit, in one of which several rows of tangentially arranged slots are made so that the jumpers between the slots of one row are located opposite the middle part of the slots of the other row. In this case, the opportunity arises, on the one hand, to purposefully perform one of the rings as an elastic insert in the centering ring, for example, having made it from spring steel, and on the other hand, the possibility of a variant constructive solution of the retaining elements of the rotors, for example, the transformation of a single-seat cantilever execution of the retaining node in a two-seat, by installing the insert - the inner elastic ring and vice versa.

При этом представляется целесообразным тангенциальные прорези, по крайней мере, одного из верхнего и нижнего рядов прорезей размещать на наружных и внутренних поверхностях одного из колец, предназначенном стать эластичным элементом в центрирующем кольце, а сами прорези выполнены корытообразной формы. Такая конструкция прорезей, наиболее близкая по своей форме листовой рессоре, помимо всего прочего, значительно надежней и проще в изготовлении, чем эластичные элементы в центрирующем кольце в виде прорезей замкнутой формы.Moreover, it seems appropriate to place the tangential slots of at least one of the upper and lower rows of slots on the outer and inner surfaces of one of the rings, intended to become an elastic element in the centering ring, and the slots themselves are made of a trough-like shape. This design of the slots, the closest in shape to the leaf spring, among other things, is much more reliable and easier to manufacture than the elastic elements in the centering ring in the form of closed slots.

В некоторых случаях оказывается невозможным выполнить эластичные элементы в виде прорезей корытообразной формы, например, по условиям прочности сопрягаемых составных частей, тогда при размещении тангенциальных прорезей во внутреннем кольце, нижний ряд прорезей, выполняется на внутренней поверхности корытообразной формы, а остальные ряды в форме удлиненного эллипса.In some cases, it is impossible to make elastic elements in the form of trough-shaped slots, for example, according to the strength conditions of the mating components, then when placing tangential slots in the inner ring, the lower row of slots is performed on the inner surface of the trough-like shape, and the remaining rows are in the form of an elongated ellipse .

Источники информацииInformation sources

1. Титов В.В. и др. Турбогенераторы. Расчет и конструкция. Л.: Энергия, 1959 г., стр.18, рис.1-10 (б) - 895 стр.1. Titov V.V. and other turbogenerators. Calculation and design. L .: Energy, 1959, p. 18, fig. 1-10 (b) - 895 p.

2. Авторское свидетельство, на изобретение СССР "Ротор электрической машины", №792491, 01.09.1980 г.2. Copyright certificate for the invention of the USSR "Rotor of an electric machine", No. 792491, 09/01/1980

Claims (3)

1. Ротор электрической машины, содержащий массивный сердечник с катушечной обмоткой, закрепленной в лобовых частях в радиальном направлении с помощью массивных металлических бандажных колец, надетых одной стороной на торцовые части сердечника, а другой стороной - на цилиндрическую поверхность центрирующего кольца, в поперечном сечении которого выполнены прорези в тангенциальном направлении равномерно по окружности, а внутренняя поверхность центрирующего кольца соединена с концевыми частями вала ротора, отличающийся тем, что центрирующее кольцо выполнено из двух соединенных друг с другом наружного и внутреннего колец, в одном из которых выполнены несколько рядов тангенциальных прорезей таким образом, что перемычки между прорезями одного ряда располагаются напротив срединной части прорезей другого ряда.1. The rotor of an electric machine containing a massive core with a coil winding mounted in the frontal parts in the radial direction using massive metal retaining rings, worn on one side of the end parts of the core, and the other side on the cylindrical surface of the centering ring, in the cross section of which are made the slots in the tangential direction uniformly around the circumference, and the inner surface of the centering ring is connected to the end parts of the rotor shaft, characterized in that the center The ring is made of two outer and inner rings connected to each other, in one of which several rows of tangential slots are made in such a way that the jumpers between the slots of one row are located opposite the middle part of the slots of the other row. 2. Ротор электрической машины по п.1, отличающийся тем, что тангенциальные прорези, по крайней мере, одного из упомянутых верхнего или нижнего рядов выполнены на наружной и внутренней поверхностях одного из наружного или внутреннего колец, при этом прорези выполнены корытообразной формы.2. The rotor of an electric machine according to claim 1, characterized in that the tangential slots of at least one of the aforementioned upper or lower rows are made on the outer and inner surfaces of one of the outer or inner rings, while the slots are made of a trough-like shape. 3. Ротор электрической машины по п.1, отличающийся тем, что при выполнении тангенциальных прорезей во внутреннем кольце прорези нижнего ряда выполнены корытообразной формы на его внутренней поверхности, а прорези остальных рядов выполнены в форме эллипсов.3. The rotor of an electric machine according to claim 1, characterized in that when performing tangential slots in the inner ring, the slots of the lower row are made of a trough-like shape on its inner surface, and the slots of the remaining rows are made in the form of ellipses.
RU2005136138/09A 2005-11-22 2005-11-22 Electrical machine rotor RU2298274C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005136138/09A RU2298274C1 (en) 2005-11-22 2005-11-22 Electrical machine rotor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005136138/09A RU2298274C1 (en) 2005-11-22 2005-11-22 Electrical machine rotor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2298274C1 true RU2298274C1 (en) 2007-04-27

Family

ID=38107045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005136138/09A RU2298274C1 (en) 2005-11-22 2005-11-22 Electrical machine rotor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2298274C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4365177A (en) * 1980-04-02 1982-12-21 Asea Aktiebolag Gas-cooled rotor for a turbo-generator
SU1292114A1 (en) * 1984-09-14 1987-02-23 Центральное Конструкторское Бюро Союзэнергоремонта Rotor for synchronous nonsalient-pole electric machine
SU1543497A1 (en) * 1987-09-30 1990-02-15 Научно-Исследовательский, Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Завода "Сибэлектротяжмаш" Rotor of synchronous electric machine with non-salient poles
US6252318B1 (en) * 2000-02-09 2001-06-26 General Electric Co. Direct gas cooled longitudinal/cross-flow rotor endwinding ventillation scheme for rotating machines with concentric coil rotors
RU2253935C1 (en) * 2003-10-28 2005-06-10 Аврух Владимир Юрьевич Rotor for synchronous electric machine without predetermined poles (variants)

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4365177A (en) * 1980-04-02 1982-12-21 Asea Aktiebolag Gas-cooled rotor for a turbo-generator
SU1292114A1 (en) * 1984-09-14 1987-02-23 Центральное Конструкторское Бюро Союзэнергоремонта Rotor for synchronous nonsalient-pole electric machine
SU1543497A1 (en) * 1987-09-30 1990-02-15 Научно-Исследовательский, Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Завода "Сибэлектротяжмаш" Rotor of synchronous electric machine with non-salient poles
US6252318B1 (en) * 2000-02-09 2001-06-26 General Electric Co. Direct gas cooled longitudinal/cross-flow rotor endwinding ventillation scheme for rotating machines with concentric coil rotors
RU2253935C1 (en) * 2003-10-28 2005-06-10 Аврух Владимир Юрьевич Rotor for synchronous electric machine without predetermined poles (variants)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ТИТОВ В.В. и др. Турбогенераторы. Расчет и конструкция. - Л.: Энергия, 1959, с.18, рис.1-10(б). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10505433B2 (en) Squirrel-cage rotor, and asynchronous motor comprising such a rotor
CN102575524B (en) Turbine wheel having an axial retaining ring locking the blades in relation to a disc
CN103248152A (en) Rotor assembly for electric motor and method for manufacturing same
JP2004052773A (en) Endface gap seal of packing seal segment for steam turbine, and its retrofitting method
US20130249342A1 (en) Cantilevered Rotor Magnet Support
US10546091B2 (en) Magnetic mass for rotor, and corresponding rotor, electric machine and manufacturing method
EP2576998B1 (en) Steam turbine assembly and method of assembling a steam turbine
RU2298274C1 (en) Electrical machine rotor
JPH01300001A (en) Rotor for turbine
JP2012052523A (en) Turbine blade assembly
US10243435B2 (en) Electric motor rotor optimized for great powers
JP2014040829A (en) Turbine bucket including integral rotation controlling feature
EP3192967B1 (en) Gas turbine rotor assembly with improved shaped torque pin
EP2272151B1 (en) Electric machine having electrically conductive member and associated insulation assembly and related methods
RU2296410C1 (en) Electrical machine rotor
RU2253935C1 (en) Rotor for synchronous electric machine without predetermined poles (variants)
JP6995217B2 (en) Rotor with contact surface optimized for centrifugal force
US10156141B2 (en) Rotor heat shield and method for securing the same into a rotor assembly
CN117957748A (en) Rotors for electric motors
RU2659796C1 (en) Flexible rotor with constant magnets
SU792491A1 (en) Electric machine rotor
RU2273940C1 (en) Rotor of high-speed electric machine
CN112042079B (en) Rotary electric machine
CN112534119A (en) Rotor with a rotor component arranged between two rotor disks
RU2270512C2 (en) High-speed electrical machine rotor (alternatives)

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Effective date: 20071017

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20071123