专利名称:电机绕阻线圈末端径向压紧装置及其安装方法
本发明涉及给一种在电机定子绕组线圈端部装一个径向压紧装置及其安装方法。
当今电机尽管已经有了某些改进，但对于一些设备(如大型涡轮发电机等)，仍希望能更好地固定其端部绕组线圈，以进一步减少震动，降低线圈绝缘体的磨损，以及避免一系列的疲劳裂纹和铜导线的绞合连接，在美国专利(专利号3949256和3949257)中已经公开了这方面的一些装置。
本发明的目的是在上部绕组线圈和下部绕组线圈间加上一个径向压紧装置形成一个相对压紧的连接，用来防止上部和下部绕组线圈支撑块的松动。该压紧装置要在绕组线圈和支撑块之间保持压力接触，并且防止各个线圈相对于整个绕组线圈端部的震动。
根据本发明，一个电机包括一个带冲槽的定子和槽中的上、下部绕组线圈，以及铁心外端的一个径向压紧装置，压紧一对相邻近的上部绕组线圈与上部绕组在一起的下部绕组线圈，其特征在于一对上部绕组线圈上有一个径向的上支撑块，而一对下部绕组线圈下面有一个径向的下支撑块，在每一个支撑块上都有一个中心孔，这些中心孔在相对于机器中心轴的径线上，有一个由树脂浸渍的具有予应力环形扁箍，经过该支撑块的中心孔，在每个支撑块上各有一个横向销钉，环形扁箍的端部位于销钉上，销钉把支撑块和绕组线圈紧密接合。
径向压紧装置可以很方便地安装在绕组线圈端部的中间位置，亦即大约在铁芯和绕组线圈末端的中间，这样就可在一定的范围内形成一个完整的笔形环，就如以前在线圈端部的玻璃钢加强环一样，为保证绕组线圈不松开，特别需要这种径向压紧装置，同时这种装置在现场及电机制造厂是易于实现的。
根据本发明，形成这个径向压紧装置的方法是在两个相邻的上部绕组线圈端部上装一个支撑块，同时在相邻的下部绕组线圈上也装一个支撑块，每个支撑块上有中心孔，其中心孔通过两个上部绕组线圈和两个下部绕组线圈的中间，这样环形扁箍支撑块的中心孔和绕组线圈之间的空隙，环形扁箍长度延伸的每一支撑块外，在环形扁箍的每一端都插入一个销钉，为要拧紧环形扁箍至少要旋转一个销钉，以便消除其间的松垂部分，从而达到消除两支撑块之间的半紧状态。固化浸渍环形扁箍的树脂，例如用热空气吹。
在环形扁箍如此定位和固化之后，用一个装置如液压千斤顶，至少将其中的一个销钉从线圈中快速地拉下，这样环形扁箍受到拉伸，施加有一个附加的拉力。接着在那销钉和支撑块之间加上垫片，这样，在千斤顶取走之后，环形扁箍中仍保持一定的应力。
最好是在支撑块定位时，在每个上下支撑块与相邻的绕组线圈之间放一层浸渍了树脂的适当材料，这些合适材料层中的树脂与上述环形扁箍一起固化。
另一方法是采用弹簧，如弹簧垫圈、弹簧片等。将弹簧加到其中一个销钉和相邻支撑块之间，在另外一个销钉上使用拉力装置和加垫圈。
上述方法可以为绕组线圈端部提供一个很好的径向压紧装置，特别是在其端部的中间位置。这一装置把支撑块之间的一对上部线圈和一对下部线圈压紧。支撑块中有一个环形扁箍，通过相邻线圈之间的空隙，通过支撑块的中心孔及相邻线圈的环形扁箍经过拧紧，使其硬化和张紧。环形扁箍每一端都超出横向销钉，销钉与支撑块压紧。这一压紧装置使线圈得到相对恒定的紧度，可以防止绕组线圈的震动，其优点是在电机制造厂和现场安装都能很好地实现。
现在用实例，并参照附图作进一步的说明，附图如下
图1所示为电机绕组线圈端部的径向压紧装置的侧视图。
图3是图2所示的径向压紧装置的主视图。
图1是电机径向压紧装置，图示是一个电机绕组线圈端部的部分，包括一个定子铁心10，铁心上有冲槽12，冲槽内分别装有一个上部线圈14和一个下部线圈16，线圈超越铁心10伸到电机端部。在这个实例中，线圈14和16被支撑在一个附属构件上，有许多延伸到线圈尾部的支撑板18和分别与铁心、支撑板相连的支架。
线圈其它部位包括支撑环17、19、21和22。此外，在上部线圈14和下部线圈16之间有一些张紧件23。
一个径向压紧装置40安装在绕组线圈端部的轴向端和铁心之间的中间部位。这里所示的径向压紧装置40只是表明它在整个设备中所处的位置，在图2和图3中表示得更清楚些。在压紧装置前面加上“径向”二字是因为它相对于设备轴心线(图1中的水平线)来说大体上是处于径向。然而，压紧装置40的实际位置与直径方向(图1中的垂直线)确实存在一个角度，是由于线圈14和16的端部向外倾斜造成的。
线圈实际是通过设备轴心线的平面穿进穿出的，而不是象图上所示，直接沿轴向31延伸的。上部线圈和下部线圈通常向相反方向弯曲，然后分别与来自不同冲槽的一个下部线圈和一个上部线圈相连接。这样，径向压紧装置40就把两个平行的上部线圈和两个平行的下部线圈共同夹紧，但是该装置与上下线圈几乎是垂直，而不是相互平行，上下部线圈之间的相对角度并不影响压紧装置的使用。
张紧件23位于线圈端部的中间的各个不同位置上，并支撑在上部线圈和下部线圈之间。径向压紧装置40从两个相邻的上部线圈之间和两个相邻的下部线圈之间通过，而不穿过张紧件23。
如图3和图4所示，支撑块42和43分别沿径向装在相邻的一对线圈端部的下面和上面，因此一个支撑块43支撑着两个下部线圈16a和16b，而另一个支撑块42则支撑着两个上部线圈14a和14b。
每一个支撑块42和43同相邻的线圈之间都隔着一层由适当材料的垫层44，例如使用经过树脂处理过的聚酯纤维毡垫。
销钉46和47分别横向装在每一个支撑块42和43上，其方向与线圈的绕向相交叉，环形扁箍48通过线圈绕在销钉46和销钉47上压紧销钉，反过来销钉又压在与它们相邻的支撑块和线圈上。在销钉47和支撑块43之间有一个垫圈50，而在销钉46和支撑块42之间装有弹簧52(如弹簧垫圈或弹簧片等)和一个支撑垫片54。
环形扁箍48具有预应力，这一点是重要的。最好能用树脂浸渍过的环形扁箍，如浸过环氧树脂的玻璃纤维。
装配径向压紧装置40的这种方法，可以使线圈压得非常紧，不会出现松动。
根据本发明的径向压紧装置，包括将一个支撑块装到两个相邻的上部线圈的上面，将另外一个支撑块装到两个相邻的下部线圈下面，每一个支撑块上都有一个径向开的中心孔，中心孔在两个上部线圈和两个下部线圈之间通过。接着将由适当材料的环形扁箍穿过支撑块的中心孔，同时从线圈之间的间隙中通过，环形扁箍具有一段长度，在其支撑块的每一边伸出一段长度。在环形扁箍的每一端都插入一个销钉。至少可以旋转一个销钉，拧紧环形扁箍，使其张紧，消除扁箍与销钉之间的松动。接着使相邻的支撑块处于半紧状态。然后，固化浸渍环形扁箍的树脂，例如用热风吹。
当环形扁箍定位并固化以后，用一个象千顶之类的装置，至少在一个销钉上施加一个径向拉力，将销钉从线圈中往外拉。这样就会使环形扁箍拉伸并施以附加的张力。此时在销钉和相邻支撑块之间加一个垫圈，因此在撤掉千斤顶之后，在环形扁箍中仍保持张紧力。
环形扁箍48可以是浸渍树脂的玻璃纤维带，带宽约 1/2 英寸(1.27厘米)，它沿着线圈之间的间隙伸缩，并把玻璃纤维支撑块42和43以及销钉46和47固定在适当的位置上。环形扁箍的固化，使它硬化为钢体。通过液压千斤顶和加垫片的方法，使它具有大约5000磅/呎的预应力。
按照本发明装配的径向压紧装置40，可以使线圈端部牢牢地被压紧。这种装置可以用于任何不同线圈端部上，但并不需要在所有线圈上都用，就可得到实质性的改进。
本发明的一个特点是它可以用在现有使用的设备上，也就是说，这种压紧装置的方法即可在电机制造厂中应用，又便于在现场安装。这就意味着，当设备在运转过程中，如果原来的线圈端部支撑件已经松动的话，就可以按本发明安装一个径向压紧装置，而使其性能得到本质性的改善。
如上面所表示的压紧装置松动以后，可以拆除重新换上一个新的，但是本设计的装置并未预先考虑到松动的问题。由于蠕变松驰而引起的松动，可以通过环形扁箍的恒定弹性加以控制，如果需要还可以加上弹簧垫圈或弹簧垫片来进一步予以保证，确信按本发明提供的这种装置可以得到永久性压紧。
权利要求
1.一台电机包括一个带有许多冲槽的定子铁心，并在上述的每一个冲槽内嵌入上部线圈和下部线圈，线圈从该铁心端部引伸出来，一个径向压紧装置将一对相邻的上部线圈和一对下部线圈压紧在一起。其特征是在上述的一对上部线圈上面装有一个上支撑块，在上述的一对下部线圈下面装有一个下支撑块，每一个支撑块都有一个中心孔，该中心孔在相对于电机轴心线的径向上，一个用树脂浸渍的、具有预应力的环形扁箍穿过上述支撑块的中心孔，在上述支撑块的每一边都横向插着一个销钉，环形扁箍两端各套着一个销钉，并使该销钉与该支撑块和上述的线圈紧紧地约束在一起。
2.根据权项1中的要求，电机其特征为该环形扁箍在上述两销钉之间的部分可以被扭转，在其中的一个销钉与其相邻的支撑块之间加一个垫片，并且在另外的一个销钉与其相邻的支撑块之间加上弹簧。
3.根据权项1或2中的要求，电机定子铁心绕组线圈端部装配一个径向压紧装置，其特征为在其相邻的两个上部线圈端部径向上面加一个上支撑块，而在其相邻的两个下部线圈端部径向下面加一个下支撑块，下部线圈的端部与该上部线圈的端部径向对齐，上述的每一个支撑块上都有径向通孔，将一个被树脂浸渍过的韧性环形扁箍穿过支撑块的中心孔，并且从上述相邻的上部线圈和下部线圈之间的间隙中通过，在上支撑块上伸出的环形扁箍中插入一个销钉，而在该下支撑块伸出的环形扁箍中也插入一个销钉，至少旋转其中一个销钉，使环形扁箍张紧，以消除松动。这样该销钉就会与相应的支撑块紧靠在一起，在旋转上述的一个或两个销钉以后，使环形扁箍中的树脂固化，以便得到紧固的配合。
4.根据权项3中的要求，其特征为在前面所述的销钉旋转和上述树脂固化以后，用一个装置将该销钉从上述线圈中向外拉，使环形扁箍拉伸，接着在上述的至少一个销钉和上述的支撑块之间加上垫片，以便在撤掉拉力后，该环形扁箍将进一步张紧。
5.根据权项3至5中要求的任何一种方法，其特征为在旋转上述至少一个销钉之前，上述的上、下支撑块与相邻的线圈之间加上一层用树脂浸渍过的适当材料，接着用热风吹使该层材料中的树脂与环形扁箍中的树脂一起被固化。
6.根据权项4中的要求，其特征为在上述的一个销钉和其相邻的支撑块之间有一个或几个弹簧，而在上述另一个销钉上施加一个上述的拉力并加入一个上述的垫片。
专利摘要
机械压紧装置及其安装方法适用于大型汽轮发电机的定子绕组线圈末端上，即安装在铁心绕组端部交错线圈的中间。本装置适用于电厂现有发电机以及生产这类设备的厂家。本发明可以使线圈与张紧件之间保持压力接触，防止震动时绕组线圈相对整个笼筐产生运动。安装分为几个步骤在支撑一对相邻的上下线圈的支撑块的中心孔中穿过一个浸渍了树脂的环形扁箍，在扁箍端部插入销钉，旋转销钉，将环形扁箍固化。在销钉上施加拉力以产生预应力，并在销钉拉下时加上垫片，以便在压力撤掉后仍能保持紧密的压紧配合。
文档编号H02K3/46GK85101159SQ85101159
公开日1987年1月10日 申请日期1985年4月1日
发明者格兰道格拉斯·库珀, 查理斯·门罗·罗, 亨利·梅森·霍利 申请人:西屋电器公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan