專利名稱：二代加核電廠主冷卻劑泵電動機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種二代加核電廠主冷卻劑泵電動機。
背景技術：
主冷卻劑泵電動機均為立式電動機，目前中國二代加核電廠的主冷卻劑泵組均為進口設備，同步轉速為1500r/min，功率約6500kW，泵組結構為三軸承結構型式，電機上端為一個雙向推力軸承和上導軸承的組合軸承，下端為一個導軸承，電機軸頂端安裝一個大慣量飛輪，用于延長電機停電時的墮轉時間，電機轉子軸向支點在電機上端，稱為懸式安裝。該結構維護較方便，運行穩定，但由于雙向推力軸承布置在電機頂端，距離泵承壓部件較遠，力變形較大，且存在電機上軸承室漏油以及油霧化并進入電機影響電機壽命的問題。
發明內容本實用新型的目的是提供一種縮短推力軸承與承壓部件距離，提高運行安全性，消除上軸承室漏油及霧化且運行穩定的二代加核電廠主冷卻劑泵電動機。本發明的技方案為:一種二代加核電廠主冷卻劑泵電動機，由定子(8)、轉子(I)、上機架(14)、下機架(2)、導軸承(25)、冷卻器(30)構成，上機架(14)、定子(8)及下機架(2)由上至下構成一體，電機的導軸承安裝在上機架(14)內，飛輪(35)位于下機架(2)內，止逆機構(19)位于電機頂部，定子包括機座外殼、定子鐵芯和定子繞組，定子外殼主要由鋼板焊接而成，通過盒形支柱承載全部重量，定子鐵芯由涂絕緣漆的定子沖片迭壓而成，被緊固在定子機座外殼的兩塊端壓板之間，鐵芯上分布有多道徑向通風溝(9)，由定子鐵芯焊接的軸向肋及加強板使定子外殼具有足夠的剛度，定子鐵心采用以鐵心內徑為基準用芯軸迭裝壓緊，再安裝下機座板(32)、立筋(29)及盒形立柱(11)焊接成一體，機座板(32)上開有足夠的通風孔(28)，在繞組(27)的兩端均裝有一個玻璃鋼繞組端罩(13)，定子(8)兩側各裝有一個水和空氣冷卻器(30)，用來冷卻電機內部吹出來的熱風，定子繞組(27)由成型線圈構成，它們被嵌入定子槽后按繞組接線圖采用硬釬焊聯接，釬焊采用銀基焊料配合釬焊劑，使得焊接充分焊接電阻小，轉子鐵芯(10)由涂漆絕緣的整圓硅鋼片組成，轉子槽數為奇數槽以內圓為基準迭壓，鐵芯上的通風槽片與通風槽板組成通風溝(31)，轉子鐵芯(10)與軸(34)套在一起，電機的轉矩通過沖片與軸之間的熱套緊量來傳遞，鼠籠繞組(33)由銅條與端環構成，銅條壓入轉子鐵芯槽之前，先對轉子槽采用特制工具進行拉型；高強度非磁性鋼制成的護環(7)壓裝在轉子繞組端環(6)上。轉子風扇(5)的結構采用軸流式風扇，其采用過盈配合及銷釘定位的方式安裝在轉軸(34)上，其位置位于轉子鐵心的兩端，它使冷卻空氣流經定子繞組的端部，轉子鐵芯下的圓錐軸段(37)與飛輪(35)內圓采用熱 套配合，通過油壓擴大法使飛輪在軸向精確定位，飛輪(35)下端通過兩個半環(3)和一個保險環(4)將飛輪托在軸(34)的環形槽(38)內，飛輪由整體鍛件制成，飛輪連同轉子總的轉動慣量彡3800kg (千克 米方)，飛輪破裂轉速:4200r/min，上機架(14)由焊接結構的油箱(26)及焊在油箱四周的四個立柱(15)所構成，立柱(15)采用螺栓聯接到電機的定子機座(12)上，把轉子上部的徑向作用力傳遞到定子上；鋼板制成的四個立柱構成的下機架采用螺栓與定子聯接，上機架(14)和定子(8)的重量全部傳遞到下機架(2)上，底平面通過圓盤法蘭(36)過渡。導軸承由軸承殼，自調扇形導軸瓦及滑轉子所組成；滑轉子與軸之間采用較小的緊配合來保證同心；擋油管(17)與滑轉子(23)之間采用密封環(16)進行密封，這些密封環裝在擋油管(17)上，并具有足夠的徑向間隙；密封環(16)鑲嵌在擋油管(17)上的凹槽內，用銷釘和彈簧固定在擋油管上，定位銷(24)可以防止密封環隨軸轉動；止逆機構由外圈(22)及帶有止動塊的內圈(21)組成，外圈(22)用螺栓固定在外殼(18)上，內圈(21)裝在電動機軸上，內圈(21)上沿圓周分布止動塊(20)，這些止動塊可繞其各自的心軸轉動，止動塊均帶有扭轉彈簧。定子包括機座外殼、定子鐵芯和定子繞組。定子通過盒形支柱承載全部重量。定子鐵芯被緊固在定子機座外殼的兩塊端壓板之間，由定子鐵芯、焊接的軸向肋及加強板使定子外殼具有足夠的剛度。機座板上開有足夠的通風孔，使定子繞組端部獲得均勻的冷卻。為了保護繞組及改善氣流分布，在繞組的兩端均裝有一個玻璃鋼繞組端罩。每個繞組端罩由六塊組成，并用螺栓固定在外殼上。定子繞組由成型線圈構成，它們被嵌入定子槽后按繞組接線圖采用硬釬焊聯接。采用耐輻照云母帶半迭繞連續包繞作為單個線圈主絕緣，外面包繞半導體帶作為防電暈處理，以免繞組與鐵芯間的電暈對繞組帶來危害。匝間絕緣采用耐輻照的云母帶半迭繞連續絕緣。繞組嵌入并接線完成后，采用整體真空無溶劑浸漆處理，使得定子具有良好的絕緣性能和可靠的機械強度，及非常好的散熱性。然后再進行烘干，完成定子的制造。轉子部件由軸、轉子 鐵芯、鼠籠繞組、軸向風扇及飛輪所組成。在驅動端的雙向推力/導軸承組件和上機架內的上導軸承支撐著整個電機轉子。軸由整體鍛件加工而成，轉子鐵心部分的軸上加工出肋板，以滿足冷卻通風的要求。轉子鐵芯由涂漆絕緣的整圓硅鋼片組成。鐵芯被壓裝到軸上以前，預先用裝壓工具及端壓板壓緊，然后將轉子鐵芯加熱到一定溫度后與軸套在一起，電機的轉矩通過沖片與軸之間的熱套緊量來傳遞。高強度非磁性鋼制成的護環壓裝在轉子繞組端環上，對轉子端環起到增加強度的作用。轉子風扇的結構采用軸流式風扇，采用過盈配合及銷釘定位的方式安裝在轉軸上，位于轉子鐵心的兩端。它使冷卻空氣流經定子繞組的端部。轉子鐵芯下的圓錐軸段與飛輪內圓采用熱套配合，(無鍵連接)通過油壓擴大法使飛輪在軸向精確定位。飛輪下端通過兩個半環和一個保險環將飛輪托在軸的環形槽內。飛輪由整體鍛件制成，飛輪連同轉子總的轉動慣量彡3800kg -m2。飛輪破裂轉速約4200r/min。上機架由焊接結構的油箱及焊在油箱四周的四個立柱所構成。立柱用螺栓聯接到電機的定子機座上，把轉子上部的徑向作用力傳遞到定子上。鋼板制成的四個立柱構成的下機架采用螺栓與定子聯接，上機架和定子的重量全部傳遞到下機架上，底平面通過圓盤法蘭過渡。[0017]導軸承由軸承殼，自調扇形導軸瓦及滑轉子所組成。擋油管與滑轉子之間采用密封環進行密封，這些密封環裝在擋油管上，并具有足夠的徑向間隙，以致在軸的可能位移下仍不損壞密封。止逆機構由外圈及帶有止動塊的內圈組成，外圈用螺栓固定在外殼上，內圈裝在電動機軸上，內圈上沿圓周分布一定數量的形狀特殊的止動塊，這些止動塊可繞其各自的心軸轉動，止動塊均帶有扭轉彈簧，在內圈不轉時，由于扭轉彈簧力的作用，各止動塊均頂住外圈，形成止逆轉作用。在內圈開始旋轉時，止動塊與外圈間經過一段滑移，而當轉速超過一定限度時(<300r/min),止動塊重心處的離心力大于彈簧力，止動塊與外圈分離，處于無接觸旋轉狀態。工作原理:冷卻空氣呈軸向對稱地在電動機內循環流動，機房中的冷空氣通過機殼上的上下百葉窗板進入電機。部分空氣在轉子兩端軸流風扇的作用下通過繞組端部，對繞組端部進行冷卻后，經過端罩收攏而達定子外側。大部分冷卻空氣進入轉軸上的輻向筋`間的槽，在幅向筋及轉子通風槽片所形成的徑向壓頭下，通過轉子和定子鐵芯上的徑向通風溝而達定子外側。然后，再通過機殼上的空氣一水冷卻器返回機房。并依次反復再循環。本實用新型提供的二代加核電廠主冷卻劑泵電動機縮短了推力軸承與承壓部件距離，將雙向推力軸承布置在電機下端軸伸部分，即電機結構為半傘式，提高運行安全性，通過優化上軸承密封圈設計和氣封設計消除了上軸承室漏油及霧化，電機運行穩定，電機上機架最大振動速度0.9mm/s，轉子振幅57pm。本發明突破了使用滑動軸承的同步轉速lOOOr/min及以上的立式電機不使用推力支點布置在電機下端即半傘式結構的禁區，提升了立式電機設計技術，開拓了高速立式電機新的設計領域，開創了半傘式結構高速立式電機的先河。本發明適用于推力支點在電機下端的立式電機，尤其適合二代加核電廠主冷卻劑泵電動機。本實用新型涉及的二代加核電廠主冷卻劑泵電動機解決了軸向力傳遞過遠從而力變形大的問題，并且消除了電機上軸承室漏油及油霧化的問題，電機運行振動小，性能穩定。本發明開拓了高速立式電動機的新領域。
圖1本實用新型的二代加核電廠主冷卻劑泵電動機具體實施方式
如圖1所示為一種二代加核電廠主冷卻劑泵電動機，由定子8、轉子1、上機架14、下機架2、導軸承25、冷卻器30構成，上機架14、定子8及下機架2由上至下構成一體，電機的導軸承安裝在上機架14內，飛輪35位于下機架2內，止逆機構19位于電機頂部，該電機型號為YLH7500-4，額定功率7500kW，額定電壓6.6kV，額定電流749A，額定轉速1485r/min，額定頻率50Hz，3相，絕緣等級F，轉子轉動慣量大于3600kg m2。定子包括機座外殼、定子鐵芯和定子繞組，定子外殼主要由鋼板焊接而成，通過盒形支柱承載全部重量，定子鐵芯由涂絕緣漆的定子沖片迭壓而成，被緊固在定子機座外殼的兩塊端壓板之間，鐵芯上分布有多道徑向通風溝9，由定子鐵芯焊接的軸向肋及加強板使定子外殼具有足夠的剛度，定子鐵心采用以鐵心內徑為基準用芯軸迭裝壓緊，再安裝下機座板32、立筋29及盒形立柱11焊接成一體，機座板32上開有足夠的通風孔28，使定子繞組端部獲得均勻的冷卻，為了保護繞組及改善氣流分布，在繞組27的兩端均裝有一個玻璃鋼繞組端罩13，定子8兩側各裝有一個水和空氣冷卻器30，用來冷卻電機內部吹出來的熱風，定子繞組27由成型線圈構成，它們被嵌入定子槽后按繞組接線圖采用硬釬焊聯接，釬焊采用銀基焊料配合釬焊劑，使得焊接充分焊接電阻小，轉子鐵芯10由涂漆絕緣的整圓硅鋼片組成，轉子槽數為奇數槽以內圓為基準迭壓，鐵芯上的通風槽片與通風槽板組成通風溝31，轉子鐵芯10與軸34套在一起，電機的轉矩通過沖片與軸之間的熱套緊量來傳遞，鼠籠繞組33由銅條與端環構成，銅條壓入轉子鐵芯槽之前，先對轉子槽采用特制工具進行拉型，以確保銅條與鐵心的緊配合；高強度非磁性鋼制成的護環7壓裝在轉子繞組端環6上，對轉子端環起到增加強度的作用。轉子風扇5的結構采用軸流式風扇,其采用過盈配合及銷釘定位的方式安裝在轉軸34上，其位置位于轉子鐵心的兩端，它使冷卻空氣流經定子繞組的端部，轉子鐵芯下的圓錐軸段37與飛輪35內圓采用熱套配合，通過油壓擴大法使飛輪在軸向精確定位，飛輪35下端通過兩個半環3和一個保險環4將飛輪托在軸34的環形槽38內，飛輪由整體鍛件制成，飛輪連同轉子總的轉動慣量≥3800kg.m2。飛輪破裂轉速約4200r/min，上機架14由焊接結構的油箱26及焊在油箱四周的四個立柱15所構成，立柱15采用螺栓聯接到電機的定子機座12上，把轉子上部的徑向作用力傳遞到定子上，上機架的整體剛度在本次設計的方案中尤其重要，直接關系到電機的抗傾倒能力，經過計算，上機架滿足電機水平晃動的要求；鋼板制成的四個立柱構成的下機架采用螺栓與定子聯接，上機架14和定子8的重量全部傳遞到下機架2上，底平面通過圓盤法蘭36過渡。導軸承由軸承殼，自調扇形導軸瓦及滑轉子所組成；滑轉子與軸之間采用較小的緊配合來保證同心，主要通過鍵傳遞轉矩；軸承密封的設計能使軸在徑向位移小于Imm時仍不損壞密封；擋油管17與滑轉子23之間采用密封環16進行密封，這些密封環裝在擋油管17上，并具有足夠的徑向間隙，以致在軸的可能位移下仍不損壞密封；密封環16鑲嵌在擋油管17上的凹槽內，用銷釘和彈簧固定在擋油管上，定位銷24可以防止密封環隨軸轉動；止逆機構由外圈22及帶有止動塊的內圈21組成，外圈22用螺栓固定在外殼18上，內圈21裝在電動機軸上，內圈21上沿圓周分布一定數目的形狀特殊的止動塊20，這些止動塊可繞其各自的心軸轉動，止動塊均帶有扭轉彈簧，在內圈不轉時，由于扭轉彈簧力的作用，各止動塊均頂住外圈，形成止逆轉作用，在內圈開始旋轉時，止動塊與外圈間經過一段滑移，而當轉速超過一定限度時(<300r/min),止動塊重心處的離心力大于彈簧力，止動塊與外圈分離，處于無接觸旋轉狀態。
權利要求1.一種二代加核電廠主冷卻劑泵電動機，其特征是:由定子(8)、轉子(I)、上機架(14)、下機架(2)、導軸承(25)、冷卻器(30)構成，上機架(14)、定子⑶及下機架⑵由上至下構成一體，電機的導軸承安裝在上機架(14)內，飛輪(35)位于下機架(2)內，止逆機構(19)位于電機頂部，定子包括機座外殼、定子鐵芯和定子繞組，定子外殼主要由鋼板焊接而成，通過盒形支柱承載全部重量，定子鐵芯由涂絕緣漆的定子沖片迭壓而成，被緊固在定子機座外殼的兩塊端壓板之間，鐵芯上分布有多道徑向通風溝(9)，由定子鐵芯焊接的軸向肋及加強板使定子外殼具有足夠的剛度，定子鐵心采用以鐵心內徑為基準用芯軸迭裝壓緊，再安裝下機座板(32 )、立筋(29 )及盒形立柱(11)焊接成一體，機座板(32 )上開有足夠的通風孔(28)，在繞組(27)的兩端均裝有一個玻璃鋼繞組端罩(13)，定子(8)兩側各裝有一個水和空氣冷卻器(30)，用來冷卻電機內部吹出來的熱風，定子繞組(27)由成型線圈構成，它們被嵌入定子槽后按繞組接線圖采用硬釬焊聯接，釬焊采用銀基焊料配合釬焊劑，使得焊接充分焊接電阻小，轉子鐵芯(10)由涂漆絕緣的整圓硅鋼片組成，轉子槽數為奇數槽以內圓為基準迭壓，鐵芯上的通風槽片與通風槽板組成通風溝(31 )，轉子鐵芯(10)與軸(34)套在一起，電機的轉矩通過沖片與軸之間的熱套緊量來傳遞，鼠籠繞組(33)由銅條與端環構成，銅條壓入轉子鐵芯槽之前，先對轉子槽采用特制工具進行拉型；高強度非磁性鋼制成的護環(7 )壓裝在轉子繞組端環(6 )上。
2.根據權利要求1所述的一種二代加核電廠主冷卻劑泵電動機，其特征是:轉子風扇(5)的結構采用軸流式風扇，其采用過盈配合及銷釘定位的方式安裝在轉軸(34)上，其位置位于轉子鐵心的兩端，它使冷卻空氣流經定子繞組的端部，轉子鐵芯下的圓錐軸段(37)與飛輪(35)內圓采用熱套配合,通過油壓擴大法使飛輪在軸向精確定位，飛輪(35)下端通過兩個半環(3)和一個保險環(4)將飛輪托在軸(34)的環形槽(38)內，飛輪由整體鍛件制成，飛輪連同轉子總的轉動慣量彡3800kg m2 (千克 米方)，飛輪破裂轉速:4200r/min，上機架(14)由焊接結構的油箱(26)及焊在油箱四周的四個立柱(15)所構成，立柱(15)采用螺栓聯接到電機的定子機座(12)上，把轉子上部的徑向作用力傳遞到定子上；鋼板制成的四個立柱構成的下機架采用螺栓與定子聯接，上機架(14)和定子(8)的重量全部傳遞到下機架(2 )上，底平面通過圓盤法蘭`(36 )過渡。
3.根據權利要求1或2所述的一種二代加核電廠主冷卻劑泵電動機，其特征是:導軸承由軸承殼，自調扇形導軸瓦及滑轉子所組成；滑轉子與軸之間采用較小的緊配合來保證同心；擋油管(17)與滑轉子(23)之間采用密封環(16)進行密封，這些密封環裝在擋油管(17)上，并具有足夠的徑向間隙；密封環(16)鑲嵌在擋油管(17)上的凹槽內，用銷釘和彈簧固定在擋油管上，定位銷(24)可以防止密封環隨軸轉動；止逆機構由外圈(22)及帶有止動塊的內圈(21)組成，外圈(22 )用螺栓固定在外殼(18 )上，內圈(21)裝在電動機軸上，內圈(21)上沿圓周分布止動塊(20)，這些止動塊可繞其各自的心軸轉動，止動塊均帶有扭轉彈簧。
專利摘要本實用新型涉及一種二代加核電廠主冷卻劑泵電動機，電機的導軸承裝在上機架內，飛輪位于下機架內，止逆機構位于電機頂部，雙向推力軸承布置在電機下端軸伸部分。本實用新型改變了常規同步轉速1000r/min及以上立式電機均采用推力軸承布置在電機轉子上端即轉子支點在上的懸式結構的規律和設計思路，提升了立式電機設計技術，開拓了高速立式電機新的設計領域，開創了半傘式結構高速立式電機的先河。本實用新型提供的二代加核電廠主冷卻劑泵電動機縮短了推力軸承與承壓部件距離，提高運行安全性，通過優化上軸承密封圈設計和氣封設計消除了上軸承室漏油及霧化，電機運行穩定。本實用新型適用于推力支點在電機下端的立式電機，尤其適合二代加核電廠主冷卻劑泵電動機。
文檔編號H02K5/20GK202949323SQ201220689499
公開日2013年5月22日 申請日期2012年12月14日 優先權日2012年12月14日
發明者王澤宇, 盛志偉, 楊立峰, 李夢啟, 臧樹田, 楚兆陽 申請人:哈爾濱電氣動力裝備有限公司