[发明专利]电机的定子铁心片体

说明书

本发明涉及电机的，尤其是涡轮发电机组的定子铁心片体，所述定子铁心片体由多个铁心片扇形件构成，其中每个铁心片扇形件在其径向内侧备有槽口，所述槽口用于容纳定子绕组的导体杆或导线线圈。

在柏林/海德堡的斯普林格出版社1967年版的，由E.维德曼与W.卡伦柏格合著的“电机的设计”，第337-339页(“Konstruktion elektrischer Maschinen”,E.Wiedemann und W.Kellenberger,Spinger-Verlag,Berlin/Heidelberg,1967,Seite337-339)中对这种电机已做了记载。

在诸如发电机组或电动机等旋转的交流电机中，磁场以转速的频率进行旋转。该磁场试图使两极电机中的定子铁心片体变成一个旋转的椭圆形和四极电机中的定子铁心片体变成一个旋转的四边形。定子铁心片体的这种形变是产生磁噪声和定子壳体振荡的原因之一。其中该形变也与定子铁心片体的几何形状直接有关。定子铁心片体的外径以及铁心片体的磁轭高度是共同起决定作用的参数。用于容纳定子绕组的分布在孔内圆上的并对准电机纵轴的槽口的槽深也起着进一步的作用。

在工作条件下出现的定子铁心片体所谓的四波节振荡的两极发电机组的典型设计则要求，将铁心片体弹性地设置在定子壳体内。但利用弹性设置方式也要受到设置在定子-铁心片体外部的定子绕组端部强度的制约。

特别成问题的是作为涡轮机的发电机组在高压电网中的应用，本发明的本质也就针对于此，其中在此的高压系指大大高于现时通常的工作电压20-30千伏的电压。这种高压发电机组应用于400千伏或400千伏以上的电压范围，并且直接地，即中间不连接变压器接在具有通常高压，例如400千伏的输电网上。直接与电网连接的优点首先在于，可节省变压器和相应的配电设备，其中也包括节省设备工作间和维护费用。

高压发电机组的基本前题条件是匝数多于惯常的机器。因此较多的线匝必须嵌在定子-铁心片体的较深的槽口内。在日本专利说明书JP1-126141中公开了一种在定子-铁心片体外侧的缺口，在缺口内填充有导磁材料。但这种实施方式意味着将付出更多的材料和费用的代价。

就磁轭高度，即槽口底部与定子-铁心片体外径间的间距而言，出于对透射的磁通的考虑，不得低于最小尺寸。但由深的定子槽口和出于对磁通密度的考虑而设计的磁轭高度构成的组合将导致在四波节固有频率附近工作并导致在上述四皮节振荡时出现不允许的振幅。振幅将会增长到150μm的数量级，这将造成电机的机械损坏。采用增大直径的方式加固定子-铁心片体，出于对经济运输方式的考虑，又受到所谓的铁轨数据的制约。

故本发明的目的在于，为本说明书引言部分中所述方式的高压涡轮发电机组设计一种定子-铁心片体，使定子-铁心片体在外径较小并且容纳定子绕组的槽深大的情况下，实现抗运转造成的振幅的充分高的机械强度。

按照本发明，该目的的实现方案如下，每个铁心片扇形件在其径向外侧备有周期分布的缺口，其中定子-铁心片体上的轴向相邻的铁心片扇形件相互并列对准中心。

本发明的优点在于，通过在构成定子-铁心片体的铁心片扇形件的径向外侧上的缺口大大降低了铁心片体的固有频率并且使之低于运行的激励频率，而铁心片体的磁特性在很大程度上不会受到影响。与已有技术不同，所述缺口内并不填充导磁材料，而是填充空气。在此，开缺口可以实现定子-铁心片体较小的直径，该直径完全可以容纳高压发电机组的带有容纳导体杆或线圈的深的槽口的电磁部分。如果该缺口在径向内部终结在卸载孔处，则尤为有益。

本发明的第一个优选的实施方式的特征在于，在定子-铁心片体上设置的缺口的数量是用于容纳定子绕组的槽口数量的两倍，其中缺口深度的数量级是磁轭高度的20％。

本发明的定子铁心片体的第二个实施方式的特征在于，在定子-铁心片体上的槽口和缺口的数量相同，其中缺口深度的数量级是磁轭高度的40％。

下面将对照实施例并结合附图对本发明做进一步的说明。唯一的一幅附图以示意方式示出构成本发明铁心片体的铁心片扇形件的一种优选实施例。图中仅对本发明重要的部分做了表述和标示。

缺口的特别优选宽度约为0.5mm至1mm。

附图中示出铁心片扇形件1的一优选实施例，其特征是，在其径向内侧设有槽口2，该槽口用于容纳图中未示出的定子绕组。大量的这种铁心片扇形体1在圆周方向及轴向上一即垂直于图的平面-并列设置，并且其整体构成一同样图中未示出的定子-铁心片体。所有铁心片1的定向应使槽口相互对准中心。