水輪發電機定子鐵心螺旋形疊片的製作方法
2023-07-14 10:23:46
專利名稱：水輪發電機定子鐵心螺旋形疊片的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種水輪發電機定子鐵心螺旋形疊片。
背景技術：
水輪發電機的定子鐵心是由大量很薄的扇形定子衝片 一層層疊裝成整體的，定子衝片疊壓成鐵心時的疊片對於水輪發電機 的安裝和性能來說是至關重要的。合理的疊片能有效降低水輪發電機 運行時定子鐵心的振動，減小損耗。並且合理的疊片可以提高矽鋼片 材料的利用率，扇形定子衝片是由成巻的矽鋼片加工製成，多餘的部 分幾乎無法直接再次利用，如圖3所示，由於一臺發電機的定子鐵心 需要的衝片數量龐大，且矽鋼片材料價格昂貴，所以提高矽鋼片材料 的利用率對於降低定子鐵心的製造成本意義重大。如圖1所示、圖2
所示，傳統疊片設計模式選用每層整圓66張衝片，相鄰每層錯l/2片 疊片。圖1中標示"1"的表示整張的衝片，標示"1/2"的表示1/2 的整張衝片，此時衝片弦長為744mm，與矽鋼片巻料標準寬度lOOOmm 差距太大，材料利用率低，造成很大的浪費，如訂製特殊寬度巻料則 採購成本也會相應增加。
發明內容
本發明的目的是公開一種提高材料利用率，減少衝片 種類，降低了成本的水輪發電機定子鐵心螺旋形疊片，本發明的技術方
案是 一種水輪發電機定子鐵心螺旋形疊片，定子鐵心是由多個薄的扇
形定子衝片多層疊裝構成整體，第一層衝片疊至該層最後一片，該層多第一片衝片上，該層多餘部分衝片為下一層的起 始片，採用多層疊片疊加結構，鐵心中的衝片環為彈簧形狀的螺旋形。 定子鐵心是由定子衝片構成，定子衝片在工地類似於用磚來堆砌牆的方 式一片片鋪裝成一個截面為環形的桶狀，然後壓緊成為一個完整的定子 鐵心。片和片在鋪裝過程中的鋪裝方式稱為疊片型式，片和片之間的位 置關係，也就是疊片型式對於水輪發電機的安裝和性能來說至關重要， 同時對每張片弦長的選擇也起決定作用。本發明為提高材料利用率，一 張衝片的弦長要儘量接近矽鋼片巻料的標準寬度。由於定子鐵心外徑尺 寸的限制， 一整層衝片不能全部由整張的衝片組成，而要採用若干張整
片再加l/2張整片、2/3張整片組成，這樣會使衝片種類增加，加大制
造及安裝的成本和難度。本發明具有使用限制小、需要衝片種類少、材
料利用率高、疊片過程簡單、疊片結構緊密、水輪發電機運行時振動小
等特點。同時該發明不會對定子鐵心的正常使用造成任何影響，極大的
方便了現場操作和安裝。本發明節約的原材料成本是相當可觀的。且採
用螺旋形疊片後，定子衝片只需一種規格的整片即可，不僅提高了矽鋼
片材料利用率，還有效減少了衝片的種類，降低了製造和安裝難度。本
發明採用螺旋形疊片可以保證衝片、衝片之間銜接緊密，安裝時定位準
確，有利於防止鐵心的鬆動、減小圓周方向的鐵心不平度，有效的降低
了水輪發電機運行時的定子鐵心振動。
圖1是定子鐵心採用傳統疊片形式的示意圖， 圖2是圖1的B向視圖
圖3是定子鐵心採用傳統疊片形式的示意效果4是本發明定子鐵心採用螺旋形疊片的示意圖 圖5是圖4的A向視圖
圖6是定子鐵心採用螺旋形疊片的示意效果圖具體實施方式
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如圖4所示， 一種水輪發電機定子鐵心螺旋形疊片，定子鐵心 是由多個薄的扇形定子衝片多層疊裝構成整體，第一層衝片疊至該 層最後一片，該層多餘部分衝片覆蓋在該層第一片衝片上，該層多 餘部分衝片為下一層的起始片，採用多層疊片疊加結構，鐵心中的 衝片環為彈簧形狀的螺旋形。 如圖5所示，具體操作中選用每層整圓49.5張衝片，衝片弦長為 992mm，最優地利用了矽鋼片巻料標準寬度。不按照常規設計思路，用 49張整片與1張1/2的整張衝片配合來組成完整的圓，而是採用螺旋 形疊片。
螺旋形疊片是指——在當第一層衝片疊至本層最後一片時，直接
將其多餘部分覆蓋在本層第一片上，同時作為第二層的起始片。如此
疊下去，衝片類似上螺旋形臺階一樣一圈圈被鋪裝，最終完成的鐵心
不是傳統的每層獨立的衝片環，而是類似彈簧的螺旋形。螺旋形疊片
仍然能夠保證衝片、衝片之間銜接緊密，安裝時定位準確。
本發明在設計定子衝片及疊片時，不按照傳統的每層衝片之間相互
獨立的方式設計，考慮當第一層衝片疊至本層最後一片時，直接將其
(多餘部分)覆蓋在本層第一片上，同時充當第二層衝片的起始片，
這樣衝片的寬度就可以不受定子鐵心外徑的限制，也不需要將整張衝
片復衝為兩個1/2片使用，也不用設計兩種類的衝片。如圖6所示，按照此疊法，最終完成的鐵心就形成了類似彈簧的螺旋形。
通過新型的疊片，增加材料利用率，同時將衝片種類減少到了最低。
以樂灘水輪發電機為例，選用每層整圓49.5張的衝片，採用螺旋形疊 片的思路設計，定子基本衝片只需要1種就可以了，極大的降低了設 計、製造、安裝時的難度。
在材料利用率方面，採用螺旋形疊片，衝片弦長992mm，每圈平均 片數49.5片，核算每臺機組需要矽鋼片巻料重167T;而採用傳統的整 圓疊片，衝片弦長744.2mm，每圈片數66片，核算每臺機組需要矽鋼 片巻料重216T (對應標準矽鋼片巻料尺寸，廢棄過多)，由對比可以看 出，本發明節約的原材料成本是相當可觀的。
權利要求
1、一種水輪發電機定子鐵心螺旋形疊片，其特徵是定子鐵心是由多個薄的扇形定子衝片多層疊裝構成整體，第一層衝片疊至該層最後一片，該層多餘部分衝片覆蓋在該層第一片衝片上，該層多餘部分衝片為下一層的起始片，採用多層疊片疊加結構，鐵心中的衝片環為彈簧形狀的螺旋形。
全文摘要
本發明公開了一種水輪發電機定子鐵心螺旋形疊片，定子鐵心是由多個薄的扇形定子衝片多層疊裝構成整體，第一層衝片疊至該層最後一片，該層多餘部分衝片覆蓋在該層第一片衝片上，該層多餘部分衝片為下一層的起始片，採用多層疊片疊加結構，鐵心中的衝片環為彈簧形狀的螺旋形。其具有使用限制小、需要衝片種類少、材料利用率高、疊片過程簡單、疊片結構緊密、水輪發電機運行時振動小等特點。同時該發明不會對定子鐵心的正常使用造成任何影響，極大的方便了現場操作和安裝。
文檔編號H02K1/12GK101656439SQ20091007285
公開日2010年2月24日 申請日期2009年9月11日 優先權日2009年9月11日
發明者樸金淑, 雷 李, 宇 王, 爽 陳, 馬文豪 申請人:哈爾濱電機廠有限責任公司