[发明专利]电机定子绕组线匝端部的固定装置

说明书

本发明涉及电机定子绕组线匝端部的固定装置，电机包括转子、定子和定子机座，定子有叠片铁芯，在其端部设有定子铁芯端板，布置在叠片铁芯的槽中的定子绕组有底部导条和顶部导条，而其端部在轴向突出在叠片铁芯之外，其固定器具有内环，直接或通过中间隔层而紧贴在定子绕组线匝端部，其端部扩展成内锥形，固定器还具有包括了环和支承支架的多部件外支撑，该支承支架连接于叠片铁芯的端部。

这方面，本发明引用了例如在EP-A-0432720或US-A-5140740中所公开的现有技术，内容上两者相同。

将汽轮发电机定子绕组的绕端（绕组端部）固定牢会因为这些绕组端部所受的巨大应力而造成某些问题。这些应力的来源在于电磁力的影响，特别是在短路情况下，还在于振动现象和在运行中因定子导条的热膨胀与定子铁的热膨胀的差异。这些负荷迟早会造成松脱及摩损现象，最终造成接地和短路。

已有一些系统引入来改进大电机绕组端部的强度，这些系统的多数用一个由绝缘材料做成的整环作为中心支撑部件。

在根据德国专利申请公开文件DE-OS1613125号的电机定子绕组线匝端部固定装置中，外环从外侧紧贴线匝端部外层部分。与外环独立的内环顶在线匝端部的内层上。为了防止两个彼此相对轴向移动，设有包围线匝端部的C形弓状部件来连接这二个环。此二环以螺栓固定到轴向延伸的固定器上，固定器则固定于定子叠片铁芯的端面上。

根据美国专利US-PS4800314号的绕组端部固定器只用一个外环。绕组端部用楔块楔牢并结合成组，用绑带固定到此外环上。

另一种解决支撑问题的方案，特别是在想要翻新改型时，是内容上相同的US-A-5140740及EP-A-0432720的主题。那里所提出的固定器有一内环，紧贴着其端部扩展成内锥形的定子绕组线匝端部。外部支撑则由至少二部分的环或者由在圆周方向延伸的几个支承楔组成并互相连接起来。

连接在内环及外环或在支承楔上的拉杆用来连接内环及外部支撑。作为替代的办法，在已知的方案中，外环和拉杆可分开配置（图4）。和绕组端部的端弓一起，通过插入夹紧楔，内环被支持在连接于定子叠片铁芯端部的支撑上。此二个替换例的缺点是当绕组端部单元变松时，要费很大力气才能再予紧固。

所有已知的实例中共同的是外部支撑都由环提供。此种环在旋转的电磁力作用之下膨胀变成椭圆形，因而只有部分起到其支撑作用。

因此，本发明的一个目的是提供一个一开始就提到过的那种新的固定器，它能经济地和简单地制造，可靠地承受住所有曾提到的类型的运行应力，尤其是，在有了任何松动后可以被重新紧固，这种松动在绕组端部单元中是可能发生的。

此目的按照本发明可用以下办法达到：提供第一外环紧贴支承支架自由端的外侧;提供第二外环至少部分支持在定子铁芯端板的台肩上;将第二外环装在支承支架上;以及在支承支架向内表面和线匝端部之间提供夹紧装置。

两个外环的布置和紧固，连同内环及夹紧装置形成一种抗振绕组端部结构。将第二外环支持在定子铁芯端板上使所述端板在短路情况下实际上不可能因径向向外负荷的作用而膨胀。它能被加载到达到屈服点。径向振动分量从而被限制到非常小的幅度。第一外环也因此事实而受益，受在径向非常刚硬的支承支架所限制而不易成椭圆。由于绕组端部的外支承现在非常刚硬，绕组导条的实际楔牢是很简单的：在内环已被压入并且轴向被固定好之后，布置在绕组导条之间的夹紧装置便起作用。这使整个绕组端部单元成为一振动非常小的结构，能承受所有运行应力，特别是在短路情况下。在定子机座上的附加支撑基本上不需要。然而，它可以被考虑为一种附加措施且很容易实施，例如，用轴向柔软的板簧径向向内延伸，一方面它连结于第一外环，另一方面，连结于定子机座。

本发明的一个特别进展是第二外环最好不在其全部内圆周上而只是其部分宽度上（典型地为环宽度的1/5到1/3）支持在定子铁芯端板的台肩上。这承受面已证实是足够的。