汽輪發電機轉子端部自冷式旋轉磁橋的制作方法
【專利摘要】汽輪發電機轉子端部自冷式旋轉磁橋，屬于電氣工程技術領域。包括端部轉軸、旋轉磁橋、轉子端部勵磁繞組、磁橋壓板、環形鋼圈，旋轉磁橋設置在轉子端部勵磁繞組的外側，端部轉軸上套入一對環形鋼圈，環形鋼圈緊固在端部轉軸上，磁橋壓板扣在環形鋼圈外側，旋轉磁橋置于兩塊磁橋壓板之間，旋轉磁橋的內徑大于環形鋼圈的外徑，旋轉磁橋中心線與轉子大齒中心線對齊。本實用新型降低發電機定子端部金屬結構件的渦流損耗，避免端部區域金屬結構件過熱；旋轉磁橋同轉軸同步旋轉，旋轉磁橋自身不會引起過高的渦流損耗；旋轉磁橋為扇形結構，削弱主極漏磁，提高材料利用率；旋轉磁橋內轉軸上設置多級風扇，及時地將漏磁在旋轉磁橋上引起鐵磁損耗所產生的熱量散發出去，增強旋轉磁橋綜合服役能力，提高發電機運行穩定性與可靠性。
【專利說明】
汽輪發電機轉子端部自冷式旋轉磁橋
技術領域
[0001]本實用新型涉及汽輪發電機轉子端部結構，具體涉及一種汽輪發電機轉子端部自冷式旋轉磁橋，屬于電氣工程技術領域。
【背景技術】
[0002]大型汽輪發電機容量的提高往往是依靠定子線負荷的增加而實現的，較高的定子線負荷將在發電機端部寄生較高的漏磁通，發電機端部寄生的旋轉漏磁通會在定子端部各金屬結構件中感應出渦流，渦流的大小與發電機端部結構發熱密切相關，特別地，當發電機在進相運行時，端部合成漏磁較遲運行時要高，發電機端部區域各金屬結構的渦流損耗較大，嚴重時危及電機的安全穩定運行。汽輪發電機作為電力系統的核心設備，其安全穩定運行非常關鍵，為了降低端部寄生磁場在定子結構中引起較大的渦流損耗，傳統的汽輪發電機在定子側端部設置磁屏蔽來分散端部區域寄生的漏磁。然而，這種依靠定子磁屏蔽疏散漏磁的方式存在一定的缺陷:傳統的大型汽輪發電機定子側裝設由硅鋼片疊制而成的磁屏蔽，一方面，由于硅鋼片具有一定的導電性，端部區域空間旋轉漏磁通除了在定子磁屏蔽中引起磁滯損耗還會在其中感應渦流，產生渦流損耗，導致定子端部磁屏蔽熱量集中，極易因熱應力引起定子端部磁屏蔽局部變形和局部翹曲，嚴重時會造成磁屏蔽疊片發生斷裂。另一方面，傳統發電機采用定子側壓裝磁屏蔽為環形結構，其屏蔽漏磁不集中。
[0003]本實用新型專利提出一種隨轉子同步旋轉的汽輪發電機轉子端部磁橋，在吸收發電機端部區域冗余的寄生漏磁的同時，轉子端部磁橋自身不存在基波漏磁所產生的渦流，同時可以有效降低大型發電機端部漏磁在定子端部區域各結構件中感應的渦流損耗，防止定子端部各結構件過熱，提高發電機效率。
[0004]該汽輪發電機轉子端部磁橋經壓板固定，套裝于發電機端部轉軸上，轉子端部磁橋隨轉軸同步旋轉，該磁橋的橋身始終與發電機轉子的大齒對齊，可以有效地提高材料的利用率，本實用新型提出的隨轉子轉動的汽輪發電機轉子端部自冷式旋轉磁橋還可以有效地解決傳統發電機采用定子側壓裝磁屏蔽時屏蔽漏磁不集中的缺陷。
【實用新型內容】
[0005]在下文中給出了關于本實用新型的簡要概述，以便提供關于本實用新型的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本實用新型的窮舉性概述。它并不是意圖確定本實用新型的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本實用新型的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。
[0006]本實用新型需要解決的技術問題是降低發電機定子端部金屬結構件渦流損耗，避免發電機定子端部過熱以及受熱應力引起的結構件變形，阻礙漏磁對定子端部結構的侵擾，提高發電機端部疏散漏磁的能力的同時盡量削弱屏蔽結構自身的損耗、降低屏蔽自身的發熱程度，本實用新型旨在提出汽輪發電機轉子端部自冷式旋轉磁橋來解決上述技術問題。
[0007]本實用新型提出的汽輪發電機轉子端部自冷式旋轉磁橋包括端部轉軸、旋轉磁橋、轉子端部勵磁繞組、磁橋壓板、環形鋼圈，旋轉磁橋設置在轉子端部勵磁繞組的外側，端部轉軸上套入一對環形鋼圈，環形鋼圈緊固在端部轉軸上，磁橋壓板扣在環形鋼圈外側，旋轉磁橋置于兩塊磁橋壓板之間，旋轉磁橋的內徑大于環形鋼圈的外徑，旋轉磁橋中心線與轉子大齒中心線對齊。
[0008]進一步地:旋轉磁橋采用冷乳硅鋼片沿軸向疊制而成，冷乳硅鋼片為扇形結構，旋轉磁橋在圓周方向分為多組，組數與汽輪發電機的轉子極數相等，冷乳硅鋼片沿圓周方向沖有旋轉磁橋通風孔，磁橋壓板沿圓周方向沖有壓板通風孔，旋轉磁橋通風孔和壓板通風孔形狀和尺寸一致，形成軸向風溝，對旋轉磁橋進行軸向冷卻。
[0009]進一步地:旋轉磁橋的邊緣處沖有旋轉磁橋邊孔，將螺桿穿入旋轉磁橋邊孔和壓板通風孔，再將螺母旋入螺桿，將旋轉磁橋緊固在兩片磁橋壓板中間。
[0010]進一步地:端部轉軸靠近旋轉磁橋區域銑有凹槽，凹槽內設有旋轉磁橋內多級式扇葉，旋轉磁橋內多級式扇葉位于旋轉磁橋內部，沿軸向分為多組，旋轉磁橋內多級式扇葉為交錯式排布結構。
[0011 ]進一步地:端部轉軸靠近轉子端部勵磁繞組設有端部勵磁繞組內多級式扇葉，端部勵磁繞組內多級式扇葉位于轉子端部勵磁繞組內部，沿軸向分為多組，端部勵磁繞組內多級式扇葉為交錯式排布結構。
[0012]進一步地:旋轉磁橋內多級式扇葉尺寸大于端部勵磁繞組內多級式扇葉尺寸，旋轉磁橋的周向跨度大于轉子大齒的周向跨度。
[0013]本實用新型所達到的效果為:
[0014]—方面，本實用新型所述的汽輪發電機轉子端部自冷式旋轉磁橋可以高效地屏蔽端部區域漏磁，降低發電機定子端部邊段鐵心與其他金屬結構件的渦流損耗，避免端部區域金屬結構件過熱，由于旋轉磁橋隨轉軸同步旋轉，旋轉磁橋不存在基波漏磁所產生的渦流，不會引起過高的電磁損耗;此外，汽輪發電機轉子端部自冷式旋轉磁橋為扇形結構，旋轉磁橋中心線與轉子大齒中心線對齊，可實現最大限度地削弱主極漏磁，提高轉子磁橋材料的利用效率，另一方面，本實用新型所述的汽輪發電機轉子端部自冷式旋轉磁橋內轉軸上設置多級風扇，可以提高對旋轉磁橋的冷卻效力，可以有效的將漏磁通在旋轉磁橋上引起鐵磁損耗所產生的熱量及時的散發出去，提高旋轉磁橋的綜合服役能力，有助于解決發電機某些特殊運行工況時端部漏磁嚴重對發電機磁-熱性能的干擾，提高發電機運行穩定性與可靠性。
【附圖說明】
[0015]圖1為汽輪發電機轉子端部自冷式旋轉磁橋的裝配圖；
[0016]圖2為壓板與螺桿的裝配圖；
[0017]圖3為旋轉磁橋所用硅鋼片的結構；
[0018]圖4為端部轉軸的結構。
【具體實施方式】
[0019]在下文中將結合附圖對本實用新型的示范性實施例進行描述。為了清楚和簡明起見，在說明書中并未描述實際實施方式的所有特征。然而，應該了解，在開發任何這種實際實施例的過程中必須做出很多特定于實施方式的決定，以便實現開發人員的具體目標，例如，符合與系統及業務相關的那些限制條件，并且這些限制條件可能會隨著實施方式的不同而有所改變。此外，還應該了解，雖然開發工作有可能是非常復雜和費時的，但對得益于本實用新型公開內容的本領域技術人員來說，這種開發工作僅僅是例行的任務。
[0020]在此，還需要說明的一點是，為了避免因不必要的細節而模糊了本實用新型，在附圖中僅僅示出了與根據本實用新型的方案密切相關的裝置結構和/或處理步驟，而省略了與本實用新型關系不大的其他細節。
[0021 ]本實施方式所述的汽輪發電機轉子端部自冷式旋轉磁橋，參見圖1和圖2可知，包括端部轉軸1、旋轉磁橋2、轉子端部勵磁繞組3、螺桿4、磁橋壓板5、螺母6、環形鋼圈13、銷釘14;旋轉磁橋2設置在轉子端部勵磁繞組3的外側，端部轉軸I上套入一對環形鋼圈13，由銷釘14將環形鋼圈13緊固在端部轉軸I上，磁橋壓板5扣在環形鋼圈13外側，旋轉磁橋2置于兩塊磁橋壓板5之間，旋轉磁橋2的內徑大于環形鋼圈13的外徑，旋轉磁橋2中心線與轉子大齒16中心線對齊。
[0022]另外，根據一種實現方式，參見圖1、圖2、圖3可知，旋轉磁橋2采用冷乳硅鋼片7沿軸向疊制而成，冷乳娃鋼片7為扇形結構，旋轉磁橋2在圓周方向分為k組，1^與汽輪發電機的轉子極數相等，冷乳硅鋼片7沿圓周方向沖有旋轉磁橋通風孔8，磁橋壓板5沿圓周方向沖有壓板通風孔9，旋轉磁橋通風孔8和壓板通風孔9形狀和尺寸一致，形成軸向風溝，對旋轉磁橋2進行軸向冷卻。
[0023]另外，根據一種實現方式，參見圖1、圖2、圖3可知，旋轉磁橋2的邊緣處沖有旋轉磁橋邊孔10，將螺桿4穿入旋轉磁橋邊孔10和壓板通風孔9，再將螺母6旋入螺桿4，將旋轉磁橋2緊固在兩片磁橋壓板5中間。
[0024]另外，根據一種實現方式，參見圖1和圖4可知，端部轉軸I靠近旋轉磁橋2區域銑有凹槽15，凹槽15內設有旋轉磁橋內多級式扇葉11，旋轉磁橋內多級式扇葉11位于旋轉磁橋2內部，沿軸向分為多組，旋轉磁橋內多級式扇葉11為交錯式排布結構。
[0025]另外，根據一種實現方式，參見圖1和圖4可知，端部轉軸I靠近轉子端部勵磁繞組3設有端部勵磁繞組內多級式扇葉12，端部勵磁繞組內多級式扇葉12位于轉子端部勵磁繞組3內部，沿軸向分為多組，端部勵磁繞組內多級式扇葉12為交錯式排布結構。
[0026]另外，根據一種實現方式，參見圖1可知，旋轉磁橋內多級式扇葉11尺寸大于端部勵磁繞組內多級式扇葉12尺寸，旋轉磁橋2的周向跨度大于轉子大齒16的周向跨度。
[0027]本實用新型所述的汽輪發電機轉子端部自冷式旋轉磁橋可以高效地屏蔽端部區域漏磁，降低發電機定子端部邊段鐵心與其他金屬結構件的渦流損耗，避免端部區域金屬結構件過熱，由于旋轉磁橋隨轉軸同步旋轉，旋轉磁橋自身不會引起過高的渦流損耗，汽輪發電機轉子端部自冷式旋轉磁橋為扇形結構，旋轉磁橋中心線與轉子大齒中心線對齊，可最大限度地削弱主極漏磁，提高轉子磁橋材料的利用效率，旋轉磁橋內轉軸上設置多級風扇，可提高對旋轉磁橋的冷卻效力，有效的將漏磁通在旋轉磁橋上引起鐵磁損耗所產生的熱量及時的散發，提高旋轉磁橋的綜合服役能力，特別有助于解決發電機某些特殊運行工況時端部漏磁嚴重對發電機磁-熱性能的干擾，提高發電機運行穩定性與可靠性。
[0028]雖然本實用新型所揭示的實施方式如上，但其內容只是為了便于理解本實用新型的技術方案而采用的實施方式，并非用于限定本實用新型。任何本實用新型所屬技術領域內的技術人員，在不脫離本實用新型所揭示的核心技術方案的前提下，可以在實施的形式和細節上做任何修改與變化，但本實用新型所限定的保護范圍，仍須以所附的權利要求書限定的范圍為準。
【主權項】
1.汽輪發電機轉子端部自冷式旋轉磁橋，其特征在于:包括端部轉軸(I)、旋轉磁橋(2)、轉子端部勵磁繞組(3)、磁橋壓板(5)和環形鋼圈(13);旋轉磁橋(2)設置在轉子端部勵磁繞組(3)的外側，端部轉軸(I)上緊固有一對環形鋼圈(13)，每個環形鋼圈(13)的外側均扣裝一塊磁橋壓板(5)，旋轉磁橋(2)置于兩塊磁橋壓板(5)之間，旋轉磁橋(2)的內徑大于環形鋼圈(13)的外徑，旋轉磁橋(2)中心線與轉子大齒(16)中心線對齊。2.根據權利要求1所述的汽輪發電機轉子端部自冷式旋轉磁橋，其特征在于:旋轉磁橋(2)采用冷乳硅鋼片(7)沿軸向疊制而成，冷乳硅鋼片(7)為扇形結構，旋轉磁橋(2)在圓周方向分為k組，k與汽輪發電機的轉子極數相等，冷乳硅鋼片(7)沿圓周方向沖有旋轉磁橋通風孔(8)，磁橋壓板(5)沿圓周方向沖有壓板通風孔(9)，旋轉磁橋通風孔(8)和壓板通風孔(9)形狀和尺寸一致，形成軸向風溝，對旋轉磁橋(2)進行軸向冷卻。3.根據權利要求2所述的汽輪發電機轉子端部自冷式旋轉磁橋，其特征在于:旋轉磁橋(2)的邊緣處沖有旋轉磁橋邊孔(10)，將螺桿(4)穿入旋轉磁橋邊孔(10)和壓板通風孔(9)，再將螺母(6)旋入螺桿(4)，將旋轉磁橋(2)緊固在兩塊磁橋壓板(5)中間。4.根據權利要求1所述的汽輪發電機轉子端部自冷式旋轉磁橋，其特征在于:端部轉軸(I)靠近旋轉磁橋(2)區域銑有凹槽(15)，凹槽(15)內設有旋轉磁橋內多級式扇葉(11)，旋轉磁橋內多級式扇葉(11)位于旋轉磁橋(2)內部，沿軸向分為多組，旋轉磁橋內多級式扇葉(II)為交錯式排布結構。5.根據權利要求4所述的汽輪發電機轉子端部自冷式旋轉磁橋，其特征在于:端部轉軸(I)靠近轉子端部勵磁繞組(3)設有端部勵磁繞組內多級式扇葉(12)，端部勵磁繞組內多級式扇葉(12)位于轉子端部勵磁繞組(3)內部，沿軸向分為多組，端部勵磁繞組內多級式扇葉(12)為交錯式排布結構。6.根據權利要求5所述的汽輪發電機轉子端部自冷式旋轉磁橋，其特征在于:旋轉磁橋內多級式扇葉(11)尺寸大于端部勵磁繞組內多級式扇葉(12)尺寸，旋轉磁橋(2)的周向跨度大于轉子大齒(16)的周向跨度。
【文檔編號】H02K11/028GK205681245SQ201620571959
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月12日 公開號201620571959.5, CN 201620571959, CN 205681245 U, CN 205681245U, CN-U-205681245, CN201620571959, CN201620571959.5, CN205681245 U, CN205681245U
【發明人】王立坤, 徐驍, 周家駒, 陶大軍, 戈寶軍, 呂艷玲
【申請人】哈爾濱理工大學