一種水輪發電機轉子磁軛複合彈性鍵結構的製作方法
2023-05-06 06:35:21 1
專利名稱：一種水輪發電機轉子磁軛複合彈性鍵結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發電機的磁路零部件，特別涉及一種水輪發電機轉子磁軛複合彈性鍵結構。
背景技術：
當水輪發電機的轉子外圓線速度比較高時，其轉動的部分強度計算及其重要，尤其是發電機轉子磁軛與轉子支架的連接部分更要求有非常高的強度要求。水輪發電機運行時，轉子磁軛承受了磁極及其自身重量引起的離心力，在此離心力作用下，轉子磁軛將發生徑向漲大，這時轉子的重心會產生偏移。為了不使轉子重心偏移，在轉子支架與磁軛間通常採用徑向鍵過盈楔緊的固定結構。過盈量一般要求按發電機轉速在1. 2-1. ^N下轉子支架與磁軛不發生分離來進行設計。對一些大直徑高轉速水輪發電機而言，要滿足發電機轉速在1. 2-1. 4nN下轉子支架與磁軛不發生分離的條件，過盈量將會很大。當採用傳統結構的徑向磁軛鍵時，該過盈量將造成徑向輻射形結構轉子支架承受的打鍵應力過高，超過材料屈服極限，甚至發生失穩翹曲變形，嚴重影響發電機的正常運行及使用壽命。為降低轉子支架承受的過高打鍵應力， 需要設計一種新的打鍵結構。
實用新型內容本實用新型的發明目的在於針對現有技術存在的問題，提供一種既能降低轉子支架承受的打鍵應力，又能保證轉子磁軛與轉子支架之間牢牢固定的水輪發電機轉子磁軛複合彈性鍵結構。為了實現上述目的，本實用新型採用的技術方案為一種水輪發電機轉子磁軛複合彈性鍵結構，包括位於轉子支架上的鍵槽中的徑向主鍵，還包括與徑向主鍵連接的彈性鍵，所述彈性鍵的另一端位於轉子磁軛上的鍵槽中。作為本實用新型的優選方案，所述徑向主鍵為楔形，橫截面為矩形。作為本實用新型的優選方案，所述徑向主鍵與彈性鍵為徑向串聯固定連接。本實用新型的目的是通過在徑向主鍵上串聯一個彈性鍵，形成一個複合彈性鍵， 而複合彈性鍵的總剛度將小於徑向主鍵剛度。原理如下設主鍵彈性係數為K1，彈性鍵彈性係數為K2，複合彈性鍵的彈性係數為K，其中K2<K1。因主鍵與彈性鍵串聯，則1/Κ=1/Κ1+1/Κ2 ；Κ=Κ1Κ2/ (Κ1+Κ2) <Κ12/ (Κ1+Κ2) < Κ12/ΚΚΚ1 ；顯然，複合彈性鍵的彈性係數K小於原主鍵的彈性係數Κ1。而根據虎克定律，有打鍵力F=KX，(其中X為打鍵緊量)，對相同的打鍵緊量，顯然採用複合彈性鍵後產生的打鍵力得到了有效降低。通過對彈性鍵的設計，我們可獲得需要的複合彈性鍵彈性係數K，從而使發電機轉速1. 2-1. 4nN下轉子支架承受的打鍵應力小於材料許用應力。綜上所述，由於採用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是1、通過冷態下楔形主鍵的調節並打緊(冷打鍵)，能消除轉子支架製造誤差以及部分疊片磁軛殘餘變形帶來的影響，為獲得較為真實的轉子支架與磁軛間的過盈緊量創造條件；2、通過加熱磁軛後調節楔形主鍵楔入長度(熱打鍵)，能精確獲得設計要求的轉子支架與磁軛間的過盈緊量；3、 通過在楔形的徑向主鍵上串聯彈性鍵，形成一個複合彈性鍵，在滿足轉子支架承受的打鍵應力小於材料許用應力的前提下，能獲得更大的過盈緊量，滿足高轉速大直徑水輪發電機中傳統打鍵結構無法滿足的過盈配合安全裕度。
圖1是本實用新型的結構示意圖。圖中標記1-轉子支架，2-徑向主鍵，3-彈性鍵，4-轉子磁軛。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型作詳細的說明。為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。如圖1所示，本實用新型所述的一種水輪發電機轉子磁軛複合彈性鍵結構，包括徑向主鍵2，該徑向主鍵2位於轉子支架1上，用於安裝轉子支架1上的鍵槽，徑向主鍵2為楔形，其中橫截面呈矩形。該複合彈性鍵結構還包括與徑向主鍵2徑向串聯的彈性鍵3位於轉子磁軛4上，用於安裝轉子磁軛上的鍵槽，彈性鍵3與徑向主鍵2為固定連接，彈性鍵 3橫截面呈倒T形。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種水輪發電機轉子磁軛複合彈性鍵結構，其特徵在於，包括位於轉子支架上的鍵槽中的徑向主鍵，還包括與徑向主鍵連接的彈性鍵，所述彈性鍵的另一端位於轉子磁軛上的鍵槽中。
2.根據權利要求1所述的水輪發電機轉子磁軛複合彈性鍵結構，其特徵在於，所述徑向主鍵為楔形，橫截面為矩形。
3.根據權利要求2所述的水輪發電機轉子磁軛複合彈性鍵結構，其特徵在於，所述的徑向主鍵與彈性鍵為徑向串聯連接。
4.根據權利要求3所述的水輪發電機轉子磁軛複合彈性鍵結構，其特徵在於，所述徑向主鍵與彈性鍵為固定連接。
專利摘要本實用新型涉及發電機的磁路零部件領域，具體涉及一種水輪發電機轉子磁軛複合彈性鍵結構。本實用新型公開了一種水輪發電機轉子磁軛複合彈性鍵結構，其特徵在於，包括位於轉子支架上的鍵槽中的徑向主鍵，還包括與徑向主鍵連接的彈性鍵，所述彈性鍵的另一端位於轉子磁軛上的鍵槽中。本實用新型公開的水輪發電機轉子磁軛複合彈性鍵結構通過在楔形的徑向主鍵上串聯彈性鍵，形成一個複合彈性鍵，在滿足轉子支架承受的打鍵應力小於材料許用應力的前提下，能獲得更大的過盈緊量，滿足高轉速大直徑水輪發電機中傳統打鍵結構無法滿足的過盈配合安全裕度。
文檔編號H02K1/27GK202334050SQ201120469039
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月23日 優先權日2011年11月23日
發明者鄧斌, 鐸林 申請人:東方電氣集團東方電機有限公司