[实用新型]一种水轮发电机转子磁轭复合弹性键结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种发电机的磁路零部件，特别涉及一种水轮发电机转子磁轭复合弹性键结构。

背景技术

当水轮发电机的转子外圆线速度比较高时，其转动的部分强度计算及其重要，尤其是发电机转子磁轭与转子支架的连接部分更要求有非常高的强度要求。水轮发电机运行时，转子磁轭承受了磁极及其自身重量引起的离心力，在此离心力作用下，转子磁轭将发生径向涨大，这时转子的重心会产生偏移。为了不使转子重心偏移，在转子支架与磁轭间通常采用径向键过盈楔紧的固定结构。过盈量一般要求按发电机转速在1.2-1.4nN下转子支架与磁轭不发生分离来进行设计。

对一些大直径高转速水轮发电机而言，要满足发电机转速在1.2-1.4nN下转子支架与磁轭不发生分离的条件，过盈量将会很大。当采用传统结构的径向磁轭键时，该过盈量将造成径向辐射形结构转子支架承受的打键应力过高，超过材料屈服极限，甚至发生失稳翘曲变形，严重影响发电机的正常运行及使用寿命。为降低转子支架承受的过高打键应力，需要设计一种新的打键结构。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种既能降低转子支架承受的打键应力，又能保证转子磁轭与转子支架之间牢牢固定的水轮发电机转子磁轭复合弹性键结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种水轮发电机转子磁轭复合弹性键结构，包括位于转子支架上的键槽中的径向主键，还包括与径向主键连接的弹性键，所述弹性键的另一端位于转子磁轭上的键槽中。

作为本实用新型的优选方案，所述径向主键为楔形，横截面为矩形。

作为本实用新型的优选方案，所述径向主键与弹性键为径向串联固定连接。

本实用新型的目的是通过在径向主键上串联一个弹性键，形成一个复合弹性键，而复合弹性键的总刚度将小于径向主键刚度。原理如下：

设主键弹性系数为K1, 弹性键弹性系数为K2, 复合弹性键的弹性系数为K, 其中K2<K1。因主键与弹性键串联，则：

1/K=1/K1+1/K2；

K=K1K2/(K1+K2)<K12/(K1+K2)< K12/K1<K1；

显然，复合弹性键的弹性系数K小于原主键的弹性系数K1。

而根据虎克定律，有：打键力 F=KX，（其中X为打键紧量），对相同的打键紧量，显然采用复合弹性键后产生的打键力得到了有效降低。通过对弹性键的设计，我们可获得需要的复合弹性键弹性系数K，从而使发电机转速1.2-1.4nN下转子支架承受的打键应力小于材料许用应力。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：1、通过冷态下楔形主键的调节并打紧（冷打键），能消除转子支架制造误差以及部分叠片磁轭残余变形带来的影响，为获得较为真实的转子支架与磁轭间的过盈紧量创造条件；2、通过加热磁轭后调节楔形主键楔入长度（热打键），能精确获得设计要求的转子支架与磁轭间的过盈紧量；3、通过在楔形的径向主键上串联弹性键，形成一个复合弹性键，在满足转子支架承受的打键应力小于材料许用应力的前提下，能获得更大的过盈紧量，满足高转速大直径水轮发电机中传统打键结构无法满足的过盈配合安全裕度。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中标记：1-转子支架，2-径向主键，3-弹性键，4-转子磁轭。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型所述的一种水轮发电机转子磁轭复合弹性键结构，包括径向主键2，该径向主键2位于转子支架1上，用于安装转子支架1上的键槽，径向主键2为楔形，其中横截面呈矩形。该复合弹性键结构还包括与径向主键2径向串联的弹性键3位于转子磁轭4上，用于安装转子磁轭上的键槽，弹性键3与径向主键2为固定连接，弹性键3横截面呈倒T形。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。