[发明专利]一种防定子铁芯热膨胀结构和方法

说明书

本发明涉及一种防定子铁芯热膨胀结构和方法，该结构包括设于铁芯上环板和铁芯下环板之间的永久筋板，铁芯中环板垂直设于永久筋板上，第一间隙筋板设于永久筋板一侧上方，第二间隙筋板设于永久筋板另一侧下方，其中，第一间隙板与铁芯上环板之间设有第一锲块，第二间隙板与铁芯下环板之间设有第二锲块，第一间隙板、第二间隙板至少一部分与铁芯中环板接触。本发明把过程结构和最终产品结构通过工艺融合起来，简单可靠地实现了预留热涨间隙。本发明成本低廉，却解决了中小发电机定子铁芯热膨胀问题。

技术领域

本发明涉及一种防热膨胀结构，尤其是一种防定子铁芯热膨胀结构，还涉及防热膨胀方法。

背景技术

发电机是通过电磁感应原理工作的，运行时定子绕组和定子铁心有交变电流和磁场通过，由于铜损和铁损产生大量的热量，导致定子铁心和绕组发热，铁心和绕组与机座的温差高达数十度（20~45℃）。大型、巨型机组定子铁心的热膨胀量在直径上高达数毫米。因此，必须采取措施应对或适应定子铁心的热膨胀，避免或防范其有害影响。对于巨型、大型机组的定子机座，可采用斜立筋等机座结构，增加机座的弹性柔度，同时采用双鸽尾定位筋，如图1所示，在机座与铁芯之间留出径向间隙，以吸收热膨胀。对于中型机组，一般采用单鸽尾定位筋，如图2所示，留出热膨胀间隙。

巨型、大中型机组的定位筋，特别是双鸽尾定位筋，制造加工非常复杂，周期长、成本高，还要使用很多工装通过复杂的工艺进行竖筋。因此，此种方法一般不用于中小发电机组，对于定子冲片直径小于2600mm的发电机，目前所采用的方式是，直接在焊接机座的内圆筋板上加工与冲片外圆相同的直径，如图3所示，用以定位铁心，认为热膨胀量小，在直径上一般不考虑其间隙。其实，以2600机座为例，就算机座与铁芯温差只有20℃，直径上热膨胀量已达0.57mm，热膨胀产生的应力非常大，长期运行会引起定子铁芯翘曲、产生不规则变形、波浪度增大，从而铁芯局部松动，磨损定子线圈绝缘，导致定子短路烧损烧毁。已有类似事故发生。我公司也为此召回过几台实际运行不满三年的机组，这些机组的定子冲片外径均在2150~2860mm之间。

现有技术中，有的提到预防中小发电机热膨胀的方法：铁芯叠压时在机座内圆定位筋板与铁芯外圆之间垫薄钢板，铁芯叠完后抽出形成热膨胀间隙。此法我公司也实践过，由于铁芯的装配是一个较为复杂的过程，铁芯冲片一般由0.5mm厚的硅钢片构成，叠压时通过冲片外圆靠紧机座内圆筋板定位的，叠压过程中要随时整形，还要进行预压和最终压紧，这会使所垫薄钢板发生纹路变形和搓动，叠压后铁芯的内圆直径公差也不一定保证得了，罪头疼的是铁芯压紧叠完后垫片无法抽出。故垫薄钢板法，工艺性差，不具备实际操作条件。

目前，此类中小发电机很多，比如勐果河SFW4500-8/2150、冒河山 SFW7500-8/2150、吉岔、格登、仕旺河 SFW6300-8/2150、钻水河 SFW6300-8/2150、梅子箐 SFW6500-10/2600、公养河、铁厂河 SFW6300-10/2600、大梁子SF16-8/2860等等，行业内也很多。如果因定子铁芯热膨胀出问题须重叠铁芯的话，每台至少两个月的周期，如果要新制冲片和线圈，加上材料准备，修复处理周期更长，甚至超过半年，直接经济损失都以百万计，若计发电损失更是巨大。

基于这样的现状，我们考虑一种结构简单、工艺易行、成本低廉的方式解决此问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种防定子铁芯热膨胀结构和方法，本发明的技术方案具体如下：

一种防定子铁芯热膨胀结构，包括设于铁芯上环板和铁芯下环板之间的永久筋板，铁芯中环板垂直设于永久筋板上，第一间隙筋板设于永久筋板一侧上方，第二间隙筋板设于永久筋板另一侧下方，其中，第一间隙板与铁芯上环板之间设有第一锲块，第二间隙板与铁芯下环板之间设有第二锲块，第一间隙板、第二间隙板至少一部分与铁芯中环板接触。

进一步地，第一间隙板、第二间隙板与永久筋板之间通过螺栓连接。