一種新型發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)子槽楔的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及汽輪發(fā)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)子槽楔。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)子槽楔是發(fā)電機(jī)上的重要部件，槽楔鑲嵌在轉(zhuǎn)子表面的縱向槽內(nèi)壓緊槽內(nèi)下部的勵(lì)磁繞組導(dǎo)線(xiàn)和絕緣體。它不但要承受發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子槽內(nèi)的繞組導(dǎo)線(xiàn)和絕緣體以及槽楔自身由于轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力，同時(shí)要承受在電流產(chǎn)生負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下，在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表面產(chǎn)生較大的感應(yīng)電流，這種電流通過(guò)槽楔時(shí)會(huì)使槽楔迅速產(chǎn)生溫升，特別是發(fā)電機(jī)發(fā)生不對(duì)稱(chēng)短路故障時(shí)，槽楔表面溫度將會(huì)更高，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成槽楔嚴(yán)重變型，甚至疲勞損壞，造成發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常運(yùn)行。因此，為了提高發(fā)電機(jī)的負(fù)序運(yùn)行能力，保證機(jī)組的安全可靠性，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子槽楔要求即有較高的常溫和高溫力學(xué)性能，同時(shí)要有較高的導(dǎo)電性能。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)大型發(fā)電機(jī)組對(duì)槽楔部件的性能要求為:(1)常溫性能:①力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度6& 7201^&，屈服強(qiáng)度60.2 2 63(^?&，硬度!11^2 95，延伸率^14%;?常溫導(dǎo)電率IACS% > 38%;③427°C瞬時(shí)力學(xué)性能:抗拉強(qiáng)度6b > 450，屈服強(qiáng)度6Q.2 > 400Mpa，延伸率A >5%。因此，研制符合發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子槽楔性能要求的材料及相適應(yīng)的槽楔部件很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種新型發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)子槽楔，具有環(huán)保、耐高溫、效率高、材料性能優(yōu)良，壽命長(zhǎng)，安全性高的特點(diǎn)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的上述目的，本實(shí)用新型提供一種新型發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)子槽楔，包括:槽楔本體、均勻間隔設(shè)于槽楔本體頂部的導(dǎo)風(fēng)部、設(shè)于槽楔本體底部的出風(fēng)槽、及引風(fēng)通道;兩相鄰導(dǎo)風(fēng)部之間形成的間隔為導(dǎo)風(fēng)槽;所述導(dǎo)風(fēng)部的頂部為斜面;所述引風(fēng)通道的一端設(shè)于導(dǎo)風(fēng)部高的長(zhǎng)方形立面一側(cè)，另一端設(shè)于槽楔本體底部并與出風(fēng)槽相連通;所述槽楔本體的兩側(cè)設(shè)有與轉(zhuǎn)子梯形槽相對(duì)應(yīng)的斜面。
[0006]所述每一導(dǎo)風(fēng)部設(shè)有一個(gè)或兩個(gè)引風(fēng)通道。
[0007]所述導(dǎo)風(fēng)部的截面為直角梯形，且斜腰位于導(dǎo)風(fēng)部的頂部，上底的寬度小于下底；所述槽楔本體的截面為等腰梯形，且上底的寬度小于下底;所述槽楔本體梯形截面的上底與導(dǎo)風(fēng)部截面的直角腰重合。
[0008]所述槽楔本體截面的腰與下底所夾的銳角α為45°;所述引風(fēng)通道分為兩段，第一段的軸線(xiàn)與導(dǎo)風(fēng)部截面直角腰所夾的銳角β為30°，第二段的軸線(xiàn)與槽楔本體截面的下底所夾的銳角γ為75°。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型的有益效果。
[0010]本實(shí)用新型提供的新型發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)子槽楔，鑲嵌在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子槽楔梯形槽內(nèi)，用于壓緊發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子梯形槽內(nèi)的繞組導(dǎo)線(xiàn)和絕緣體，通過(guò)設(shè)計(jì)獨(dú)特的引風(fēng)口、導(dǎo)風(fēng)槽、出風(fēng)槽、攪拌風(fēng)斜面完成發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的冷卻作用和導(dǎo)電、導(dǎo)磁功能，保障發(fā)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，降低功率損耗，提尚發(fā)電能力。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)子槽楔結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為圖1的A向示意圖。
[0013]圖3為圖1的B向示意圖。
[0014]圖4為本實(shí)用新型發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)子槽楔的裝配示意圖。
[0015]圖5為常用的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子槽楔結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。
[0017]請(qǐng)參閱圖1-3，本實(shí)施例提供一種新型發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)子槽楔，包括:槽楔本體1、均勻間隔設(shè)于槽楔本體1頂部的導(dǎo)風(fēng)部2、設(shè)于槽楔本體1底部的出風(fēng)槽3、及引風(fēng)通道4;兩相鄰導(dǎo)風(fēng)部2之間形成的間隔為導(dǎo)風(fēng)槽5，所述導(dǎo)風(fēng)槽5可以保障冷卻風(fēng)能夠流暢通過(guò);所述導(dǎo)風(fēng)部2的頂部為斜面6，底部與槽楔本體1的頂部重合，四周為高的長(zhǎng)方形立面7、矮的長(zhǎng)方形立面8及兩個(gè)直角梯形立面;所述引風(fēng)通道4的一端設(shè)于導(dǎo)風(fēng)部2高的長(zhǎng)方形立面7—側(cè)，另一端設(shè)于槽楔本體1底部并與出風(fēng)槽3相連通;所述槽楔本體1的兩側(cè)設(shè)有與轉(zhuǎn)子梯形槽10相對(duì)應(yīng)的斜面9。
[0018]所述出風(fēng)槽3用于排出從引風(fēng)通道進(jìn)來(lái)的冷卻風(fēng)。
[0019]所述導(dǎo)風(fēng)部2的截面為直角梯形，且斜腰位于導(dǎo)風(fēng)部2的頂部，上底的寬度小于下底;所述引風(fēng)通道4的一端設(shè)于導(dǎo)風(fēng)部2高的長(zhǎng)方形立面7—側(cè)(導(dǎo)風(fēng)部上且位于下底一側(cè))，另一端設(shè)于槽楔本體1底部并與出風(fēng)槽3相連通。所述導(dǎo)風(fēng)部2的頂部為斜面6設(shè)計(jì)，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)工作時(shí)，利用槽楔上表面的斜面攪拌冷卻風(fēng)，起到風(fēng)扇葉的作用，使其冷卻風(fēng)得以有效流通，降低發(fā)電機(jī)運(yùn)行的溫度;斜面設(shè)計(jì)可在有效的空間內(nèi)增大散熱面積，有益于提高導(dǎo)電能力和發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率。
[0020]所述槽楔本體1的截面為等腰梯形，且上底的寬度小于下底;所述槽楔本體1梯形截面的上底與導(dǎo)風(fēng)部2截面的直角腰重合。請(qǐng)參閱圖4，所述槽楔本體1為梯形設(shè)計(jì)，起到與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子梯形槽10配合并鑲嵌在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子梯形槽10內(nèi)，起到壓緊轉(zhuǎn)子槽內(nèi)下部勵(lì)磁繞組導(dǎo)線(xiàn)11和絕緣體12。
[0021]所述槽楔本體1截面的腰與下底所夾的銳角α為45°，即所述槽楔本體1與轉(zhuǎn)子梯形槽10接觸面為45°角配合，達(dá)到配合牢固可靠的要求，同時(shí)滿(mǎn)足良好的導(dǎo)電性能和機(jī)械性會(huì)泛。
[0022]所述每一導(dǎo)風(fēng)部2設(shè)有一個(gè)或兩個(gè)引風(fēng)通道4;所述引風(fēng)通道4分為兩段，第一段的軸線(xiàn)與導(dǎo)風(fēng)部2截面直角腰所夾的銳角β為30°，第二段的軸線(xiàn)與槽楔本體1截面的下底所夾的銳角γ為75°。
[0023]所述引風(fēng)通道4均勻布置，可通過(guò)風(fēng)冷方式有效地降低或緩解發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的溫度升高，并可避免和緩解發(fā)電機(jī)在負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下及發(fā)電機(jī)發(fā)生不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)造成的槽楔溫度急劇升高，以達(dá)到保障發(fā)電機(jī)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)的目的；同時(shí)，也可保護(hù)槽楔自身不被損壞，對(duì)提高發(fā)電機(jī)的發(fā)電能力避免功率損耗是非常有益的。
[0024]請(qǐng)參閱圖5，常用發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子槽楔外觀(guān)幾何形狀基本為簡(jiǎn)單的梯形，常用形狀的槽楔是將槽楔鑲嵌在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的梯形槽內(nèi)，用于壓緊槽內(nèi)下部的勵(lì)磁繞組導(dǎo)線(xiàn)和絕緣體，主要起到壓緊作用。而本實(shí)施例轉(zhuǎn)子槽楔的整體結(jié)構(gòu)由梯形、矩形等多邊形組成，在滿(mǎn)足發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子槽楔材料及結(jié)構(gòu)的機(jī)械性能和導(dǎo)電性能的情況下，改變了發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子槽楔的幾何形狀，增加了引風(fēng)通道4、導(dǎo)風(fēng)槽5、出風(fēng)槽3、扇葉面(斜面6)等降溫結(jié)構(gòu)，突破了常用發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子槽楔常用的外觀(guān)形狀，既可以保證轉(zhuǎn)子槽楔的壓緊作用，又避免了發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)行過(guò)程中溫度增高，有效保障發(fā)電機(jī)安全、平穩(wěn)運(yùn)行。
[0025]本實(shí)施例新型發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)子槽楔的幾何形狀可采用數(shù)控銑加工設(shè)備實(shí)現(xiàn)，嚴(yán)格控制加工過(guò)程可保證產(chǎn)品的加工精度。在加工前及加工后均要進(jìn)行超聲探傷和液體滲透探傷，對(duì)產(chǎn)品內(nèi)部及表面進(jìn)行檢測(cè)，確保產(chǎn)品零缺陷。
[0026]本實(shí)施例新型發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)子槽楔采用銅合金材料，該銅合金材料為申請(qǐng)?zhí)?00910248653.0的“高強(qiáng)度鎳鉻硅銅合金材料及其加工工藝”專(zhuān)利文件中公開(kāi)的材料，該材料的質(zhì)量配比為:Ni 2.1%?2.9%、Cr 0.4%?0.7%、Si 0.3%?0.7%、雜質(zhì)總是< 0.3%，Cu余量。該種材料經(jīng)熔鑄、鍛造、固溶、冷加工、時(shí)效等工藝處理，各項(xiàng)性能指標(biāo)可滿(mǎn)足發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子槽楔各項(xiàng)性能指標(biāo)的要求。并且，該種材料成本低;其化學(xué)組成的N1、Cr、S1、Cu均為國(guó)內(nèi)常用金屬，造價(jià)低廉，毒性小;采用中頻真空熔鑄方式生產(chǎn)避免了空氣污染，替代了含有有毒鈹金屬銅合金成分的發(fā)電機(jī)槽楔用銅合金材料。
[0027]為進(jìn)一步驗(yàn)證本實(shí)用新型的有益效果，提供以下試驗(yàn)案例。
[0028]案例一:本實(shí)施例新型發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)子槽楔用于300MW汽輪發(fā)電機(jī)組，經(jīng)48h負(fù)序試驗(yàn)，其發(fā)電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，負(fù)序電流12 = 11.22%，功率因數(shù)122t = 15.5 S (注負(fù)序電流、功率因數(shù)是發(fā)電機(jī)發(fā)電能力的重要指標(biāo)，其要求值為12 2 10%，i/t 2 10s)發(fā)電機(jī)發(fā)電能力達(dá)328MW。
[0029]案例二:本實(shí)施例新型發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)子槽楔用于300MW汽輪發(fā)電機(jī)組，經(jīng)一個(gè)月運(yùn)行，其發(fā)電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，無(wú)異常，測(cè)試負(fù)序電流為I2 = ll.23s，l/t=15.6s，發(fā)電機(jī)發(fā)電能力達(dá)330MW。
[0030]案例三:本實(shí)施例新型發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)子槽楔用于300MW汽輪發(fā)電機(jī)組，經(jīng)三個(gè)月運(yùn)轉(zhuǎn)后測(cè)試，負(fù)序電流12 = 11.2%，功率因數(shù)1221 = 15.6 S，發(fā)電能力達(dá)3 30麗，發(fā)電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，無(wú)異常。
[0031]綜上所述，本實(shí)施例新型發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)子槽楔應(yīng)用在發(fā)電機(jī)上符合發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子槽楔的各項(xiàng)指標(biāo)要求，在效率、節(jié)能、環(huán)保、安全、穩(wěn)定性等方面滿(mǎn)足了要求，對(duì)發(fā)電機(jī)提高有效發(fā)電能力提供了保障。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)子槽楔，其特征在于，包括:槽楔本體(1)、均勻間隔設(shè)于槽楔本體(1)頂部的導(dǎo)風(fēng)部(2)、設(shè)于槽楔本體(1)底部的出風(fēng)槽(3)、及引風(fēng)通道(4);兩相鄰導(dǎo)風(fēng)部(2)之間形成的間隔為導(dǎo)風(fēng)槽(5);所述導(dǎo)風(fēng)部(2)的頂部為斜面(6);所述引風(fēng)通道(4)的一端設(shè)于導(dǎo)風(fēng)部(2)高的長(zhǎng)方形立面(7)—側(cè)，另一端設(shè)于槽楔本體(1)底部并與出風(fēng)槽(3)相連通;所述槽楔本體(1)的兩側(cè)設(shè)有與轉(zhuǎn)子梯形槽(10)相對(duì)應(yīng)的斜面(9)。2.如權(quán)利要求1所述的新型發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)子槽楔，其特征在于，所述每一導(dǎo)風(fēng)部(2)設(shè)有一個(gè)或兩個(gè)引風(fēng)通道(4)。3.如權(quán)利要求1所述的新型發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)子槽楔，其特征在于，所述導(dǎo)風(fēng)部(2)的截面為直角梯形，且斜腰位于導(dǎo)風(fēng)部(2)的頂部，導(dǎo)風(fēng)部(2)截面的上底的寬度小于下底;所述槽楔本體(1)的截面為等腰梯形，且槽楔本體(1)截面的上底的寬度小于下底;所述槽楔本體(1)梯形截面的上底與導(dǎo)風(fēng)部(2)截面的直角腰重合。4.如權(quán)利要求3所述的新型發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)子槽楔，其特征在于，所述槽楔本體(1)截面的腰與下底所夾的銳角(α)為45°;所述引風(fēng)通道(4)分為兩段，第一段的軸線(xiàn)與導(dǎo)風(fēng)部(2)截面直角腰所夾的銳角(β)為30°，第二段的軸線(xiàn)與槽楔本體(1)截面的下底所夾的銳角(γ )為 75。。
【專(zhuān)利摘要】一種新型發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)子槽楔，包括：槽楔本體、均勻間隔設(shè)于槽楔本體頂部的導(dǎo)風(fēng)部、設(shè)于槽楔本體底部的出風(fēng)槽、及引風(fēng)通道；兩相鄰導(dǎo)風(fēng)部之間形成的間隔為導(dǎo)風(fēng)槽；所述導(dǎo)風(fēng)部的頂部為斜面；所述引風(fēng)通道的一端設(shè)于導(dǎo)風(fēng)部高的長(zhǎng)方形立面一側(cè)，另一端設(shè)于槽楔本體底部并與出風(fēng)槽相連通；所述槽楔本體的兩側(cè)設(shè)有與轉(zhuǎn)子梯形槽相對(duì)應(yīng)的斜面。本實(shí)用新型提供的新型發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)子槽楔，鑲嵌在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子槽楔梯形槽內(nèi)，用于壓緊發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子梯形槽內(nèi)的繞組導(dǎo)線(xiàn)和絕緣體，通過(guò)設(shè)計(jì)獨(dú)特的引風(fēng)口、導(dǎo)風(fēng)槽、出風(fēng)槽、攪拌風(fēng)斜面完成發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的冷卻作用和導(dǎo)電、導(dǎo)磁功能，保障發(fā)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，降低功率損耗，提高發(fā)電能力。
【IPC分類(lèi)】H02K3/487, H02K1/32
【公開(kāi)號(hào)】CN205141868
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520941673
【發(fā)明人】白繼明, 吳玉衛(wèi)
【申請(qǐng)人】沈陽(yáng)興工銅業(yè)有限公司
【公開(kāi)日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年11月24日