CN1098231A - 卧式电机 - Google Patents

Abstract

卧式电机的定子叠片铁心(1)装在一个水平分离 的机壳(2、3)中，并借助于分布在它的圆周上的紧固 楔(35)固定到与电机纵向轴线垂直布置的相隔一定 距离的托环(32)上。托环(32)在其外圆上用紧固件 (39、40)与电机的机壳下部(2)连接，托环(32)有方位 紧固板，而方位紧固板与电机的垂直对称平面对称。

为了把定子铁心(1)和机壳下部(2)在振动和声 音上隔离开来，固定在上述托环(32)上的紧固板(40) 在径向内可以水平弹动，紧固板(40)本身作成板簧， 或起板簧作用。

Description

本发明涉及一个卧式电机，它的定子叠片铁心装在一个有加固肋的水平分离的机壳内，并借助于分布在定子铁心圆周上的紧固楔固定到与电机纵向轴线垂直布置的相隔一定距离的托环上，托环在其外圆上用紧固件与机壳下部连接，紧固件包括与电机垂直对称平面对称的方位紧固板。

本发明涉及例如由CH-PS  665  507或US-PS4663，553所述的现有技术内容。

气冷电机的定子铁心在整个功率范围内产生的大的轴向和径向膨胀必须传递到机壳上，并尽可能均匀分布。

在CH-PS    665    507提出的空冷涡轮发电机中，定子铁心是通过侧向悬挂到平行布置的托环上的，托环垂直于电机轴，且相隔一定的距离。为了尽量减小电机在运行状态下产生的振动和热应力，在托环垂直对称平面两个部位两侧垂直的直线扩展部分用紧固件把托环与机壳下部连接起来。托板的绝大部分圆周都与机壳上下部相隔一定距离。定子铁心通过均匀分布在其整个外圆上的紧固楔固定到托板上。紧固件由紧固板和水平轴向管件组成。其中，紧固板分别与托板的扩展部分焊接，而水平轴向管件则既与紧固板焊接又与机壳下部焊接。定子铁心的这种固定方式便于装配，便于施焊，因而确保了焊缝质量。

在大型空冷涡轮发电机中，双倍频率的铁心振动及由此引起的声音传播是很大的。随着电机尺寸的不断增加，构件内的应力和电机壳连接点的焊缝内的应力也随之增加，因此铁心振动和起动一停机循环的热交变应力可能导致低频疲劳裂缝。

本发明的目的是提出一种新式隔振、隔音的悬挂结构将上述类型卧式电机的定子铁心悬挂在机壳内，它不需要昂贵的弹簧件和/或支承件，因此结构简单而且经济。

本发明是这样解决这个问题的，固定到上述托环上的紧固板可在径向内水平弹动，紧固板本身作成板簧，或起板簧作用。

本发明定子铁心与机壳下部的连接是一个理想的悬挂结构，这种结构经受得住全部运行负载、隔振、隔音而且经济。

气冷电机的定子铁心和外壳之间的环形空腔通常都分隔成许多供冷却气体进出用的小室。这些小室是通过在机壳上下部的内圆上设置横隔板或肋来构成的，肋同时对机壳有加固作用。在本发明的一个优选结构中，这种肋至少在机壳下部通过在其内圆上焊接或螺丝连接的半环状加固件而得以加固。这些加固件增加了肋的惯性矩，所以也起到了隔音和隔振的作用。同时，这些加固件能为机壳上下部的连接提供附加螺丝连接点，这就进一步增加了机壳的刚度，从而减少了振动。

兹借附图来说明本发明的优选实施例：

图1表示空冷电机定子在托环位置剖开的一个简化的横截面;

图1a表示图1中X部分的详图;

图2表示沿图1电机定子下部剖开的部分纵剖面;

图3表示沿电机水平对称平面剖开的部分水平剖面;

图4表示机壳与定子铁心一个固定点的平面图;

图5表示空冷电机定子在机壳肋位置剖开的一个简化横截面。

空冷涡轮发电机的基本结构颇似专利CH-PS665507或US-PS4663553提出的电机的基本结构。

从图1所示的电机定子简化横截面图中或从图2所示电机下部的部分纵剖面图中可以看出，定子铁心1装在一个由机壳下部2和机壳上部3组成的两半水平分离的机壳中。定子铁心1由轴向有一定气隙14的分段叠片铁心4-13组成。冷却气体通过这些气隙14流入或流出介于定子铁心1和机壳壁2或3之间的气室15-19。气室15、17和19为热气室，来自定子铁心1的已加热的冷却空气首先流入热气室，而后流入位于电机下面的冷却器20中。气室16和18为新鲜气室，来自冷却器20的空气首先通过新鲜气室而后流经叠片铁心4、5…13之间的气隙14。机壳肋条21至25和金属隔板26-28构成这些气室，而隔板26-28则固定在机壳下部2和机壳上部3的内壁上或机壳肋条上。隔开热气室和新鲜气室的机壳肋条和隔板朝向铁心1的端部都有弹性密封29。

定子铁心1悬置或固定到机壳下部2按EP-PS0166114或US-PS4663553所述的相同方法进行：

在槽30中嵌入压条31，压条31伸出定子铁心1的总长度，并在铁心1压紧后与铁心1焊接在一起。在嵌入紧固楔35-37后，把托环32至34分别固定到这些压条31上。

如图1和图3所示，托环32，…有一个侧向水平扩展部分38，并有一块板39与它垂直焊接。紧固板40留5-10mm间隙41固定到（最好焊接到）这块板39上。间隙41基本上仅伸过这块双层板39/40的中部。在这两块板39和40的两端之间各放一块厚度与间隙宽度相等的垫块42，然后将板39和40与垫块42在边缘上焊接在一起（见图4所示焊缝43）。螺丝42a作为装配的辅助工具，并对两板39和40之间的焊接起加固作用。

按这种方式，紧固板40对板39可在其中部进行相对运动;紧固板40可看成水平作用的板簧，而在圆周方向和轴向则没有板簧作用。这个板簧的行程和刚度可通过它的材料性能、尺寸（水平和垂直方向）和两块垫块42之间的距离事先给定。

紧固板40对托环（在其中部）进行弹性固定的又一种可能性是：紧固板40只在其上端和下端与托环32牢固连接，而在托环32和紧固板中部之间则留一定的间隙。为此，扩展部分38的垂直边缘有一个凹槽38a（如图1虚线所示）。

定子铁心1与它的托环32，…和在其上固定的板39及紧固板40固定在一起的实际方法与CH-PS665507或US-PS4663553所述的方法相同：

机壳下部2在托环区有一个垂直的平面44，它在水平和垂直方向都比紧固板40宽。在平面44内对称于由托环32，…所确定的平面设置三个上下圆孔45。在定子铁心1和它的托环一起放入机壳下部2并找正后，在这些孔45中插入一段短管46，直到短管46顶到紧固板40为止。管46的外径等于孔45的内径。然后将管46里端与紧固板40、外端与平面44焊接在一起（焊缝47）。管46在垂直方向的分布位置是这样选择的，即全部管都位于紧固板40的中部，且在两个外管和垫块42的里端之间留有200-300mm的距离。只有这样，紧固板40才能起板簧的作用。

然后将机壳上部3放到机壳下部2上，并用螺丝48与机壳下部2拧紧。机壳上部3也有机壳肋条49（图1），这些肋条除了加固机壳上部外，还构成热气室和新鲜气室之间的隔板，正因为如此，所以这些肋条49与机壳下部2的肋条21，…，25位于相同的轴向平面内。

上述结构在技术上和经济上的优点可归纳如下：

铁心悬挂在圆周方向满足了所需的强度，并由于托环32，…两则有扩展部分38，所以也满足了轴向所需的弹性。此外，通过板簧（紧固板40）把机壳与定子铁心的振动和声音隔开。其次，定子制作简单而且经济。必须强调这个“适应误差的”结构，特别是在径向实际上可以适应任意大的误差;为了能够抵消焊接误差而无需在制造过程中进行复杂的和昂贵的试装配，这是特别重要的。

上述定子铁心1和机壳在振动上隔离开来的一个重要方面是机壳的刚度。虽然上述机壳肋条21，…和49起加固的作用，但就刚度而言，机壳下部2和机壳上部3之间的分离点却是薄弱点。如果按本发明图5所示的一个优选改进结构在机壳下部2和机壳上部3分别布置成对的半环状加固件50或51（例如扁铁），并把这些加固件两侧固定（例如焊接）到肋条径向靠里的端部，则可增加整个机壳的刚度。加固件50、51最好位于机壳肋条32，…49径向靠里的圆周上。这个措施增加了肋条的惯性矩，从而增加了两半机壳2和3的刚度。此外，加固件50和51能为两半机壳2和3的连接提供附加的螺丝连接点。

为此，在机壳上部3中，每根肋条49的轴向高度内都插入一根垂直的管52，并把管52和机壳上部3焊接在一起。此管伸到机壳上下部之间的水平分离点53。在机壳下部2的肋条21，…上，加固件49和50的端面有螺丝孔54，其内用螺栓55拧紧。另一种可能性则是用螺母拧紧加固件50和51（图中没有画出）。

如上所述，通过使用板簧而把定子铁心1相当“软”地悬挂在机壳内。为了防止铁心过软地悬挂在板簧上，在定子铁心1的下方对称于电机垂直对称平面S有两个外托环通过水平止推板与机壳下部2连接。在图2中用参考号56或57表示止推板。止推板一方面与外托环32焊接，另一方面则与外壳肋条21或22焊接。由于止推板是水平布置的，所以它们在垂直方向是柔性的，而在水平方向（轴向和横向）则是刚性的。根据这种方式，止推板还有助于定子铁心与机壳隔离开来。

显然，根据上述的技术方案，本发明可有很多改进和变型的方案，因此，本发明在实际应用中可不同于上面所描述的具体范围，这些都应被看作在所附权利要求的范围内。

名称表

1    定子铁心

2    机壳下部

3    机壳上部

4-13    叠片铁心

14    4，5…之间的气隙

15，17，19    热气室

16，18    新鲜气室

20    冷却器

21-25    机壳肋条

26-28    隔板

29    弹性密封

30    1上的槽

31    压条

32-34    托环

35-37    紧固楔

38    在32、33、34上的水平扩展部分

38a    38上的凹槽

39    板

40    紧固板

41    39和40之间的间隙

42    39和40之间的垫块

42a    紧固螺栓

43    39、40、42、上的焊缝

44    机壳的一段垂直平面

45    44上的孔

46    管件

47    46上的焊缝

48、55    机壳螺栓

49    3上的机壳肋条

50、51    加固件（扁铁）

52    管

53    2和3的水平分离点

54    50和51上的螺丝孔

56、57    止推板

Claims (6)

1、卧式电机的定子叠片铁心(1)装在一个带有加固肋(21-25，29)的水平分离的机壳(2、3)内，并借助于分布在它的圆周上的紧固楔(35)固定到与电机纵轴垂直布置的相互有一定距离的托环(32)上，这些托环在其外圆上用紧固件与机壳下部(2)连接，而紧固件则包括与电机垂直对称平面对称的方位紧固板(40)，其特征是，紧固板(40)固定到上述托环(32)上，并在径向内可水平弹动，紧固板(40)本身按板簧设计，或起板簧作用。

2、根据权利要求1所述的电机，其特征是，在紧固板（40）和托环（32）之间有一块平行于紧固板（40）的板（39），板（39）与托环（32）牢固连接，且在板（39）和紧固板（40）之间的中部留有一个间隙（41）。

3、根据权利要求1所述的电机，其特征是，紧固板（40）只在它的上端和下端与托环（32）牢固连接，而在托环（32）和紧固板（40）的中部之间则留一个间隙（41a）。

4、根据权利要求1-3任一项所述的电机，其特征是，机壳肋条（21，…25）至少在机壳下部（2）通过加固件（50，51）得以加固，从机壳上部（3）把机壳螺栓（54）拧到加固件（50、51）上。

5、根据权利要求4所述的电机，其特征是，机壳螺栓（54）穿入垂直管（52）中，垂直管（52）装在机壳上部（3），并一直伸到机壳的水平分离点（53）。

6、根据权利要求1-6任一项所述的电机，其特征是，在定子叠片铁心（1）的下方对称于电机垂直对称平面（S）至少有两个外托环（32）通过水平止推板（56、57）与机壳下部（2）连接。

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