ЖИДКОСТНОЗАПОЛНЕННАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА Российский патент 1995 года по МПК H02K5/12 H02K9/19 

Изобретение относится к электромашиностроению.

Известна электрическая машина, в которой имеется корпус с ребрами и подшипниковыми узлами, образующими камеру, в которой находится ротор с напорным элементом и статор. Благодаря тому, что на одной из боковых поверхностей корпуса образована дополнительная камера, сообщающаяся с первой при помощи отверстий корпуса, в зоне лобовых частей обмотки статора повышается эффективность охлаждения.

Недостаток конструкции состоит в наличии напорного элемента, увеличивающего механические потери.

Наиболее близкой к заявляемой, взятой за прототип, является жидкостнозаполненная электрическая машина, содержащая корпус, сердечник с обмоткой, ротор, подшипниковые щиты. Машина погружена в жидкость. Циркуляция жидкости осуществляется с помощью вентилятора.

Наличие вентилятора увеличивает потери мощности машины, уменьшает ее КПД.

Цель изобретения состоит в улучшении охлаждения без снижения КПД машины.

Поставленная цель достигается за счет того, что в жидкостнозаполненной электрической машине, содержащей корпус, сердечник с обмоткой, ротор и подшипниковые щиты, непосредственно в зоне лобовых частей размещены кольцевые трубопроводы, снабженные на торцевой поверхности рядом отверстий, причем каждый трубопровод имеет в верхней части конусное ответвление также с отверстиями по торцевым сторонам, а в корпусе в зоне конусных ответвлений установлены тонкостенные колпаки.

Трубопроводы и колпаки выполнены из материала с большим коэффициентом теплопроводности, чем материал корпуса и подшипниковых щитов.

На фиг. 1 изображена предлагаемая машина, разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Предлагаемая машина содержит корпус 1, сердечник статора 2 с обмоткой 3, подшипниковые щиты 4 и 5, ротор 6. В зоне лобовых частей обмотки статора 3 установлены кольцевые трубопроводы 7 с отверстиями 8 на торцовых поверхностях трубопроводов (фиг. 2). В верхней части трубопроводов 7 выполнены конусные ответвления 9 с отверстиями 10 и 11 на торцевых сторонах ответвлений 9. В зоне расположения ответвлений 9 над вершиной конусного ответвления в корпусе 1 установлены тонкостенные колпаки 12. Вершины конусного ответвления 9 и колпака 12 совпадают. Трубопроводы 7 установлены с обеих сторон от лобовых частей обмотки 3. Трубопроводы 7 и колпаки 12 выполнены из материала с большим коэффициентом теплопроводности, чем материал корпуса 1 и щитов 4 и 5.

Предлагаемая система охлаждения работает следующим образом.

Заполняющая машину жидкость 13 проникает через отверстия 8 внутрь трубопроводов 7. Поскольку трубопроводы выполнены из материала с более высокой теплопроводностью и расположены в непосредственной близости от лобовых частей обмотки, наиболее греющихся частей машины, теплоотдача осуществляется наиболее эффективно. Циркуляция жидкости показана на фиг. 1 и 2 сплошными стрелками. Жидкость внутри трубопровода 7 нагревается больше, чем окружающая его жидкость 13 в машине. Жидкость 13 может попадать в трубопровод 7 через отверстия 8. Жидкость 13 нагревается во внутренней полости трубопровода 7 и благодаря свойству конвекции, когда частицы жидкости, соприкасаясь с нагретым телом, становятся легче и вследствие этого, поднимаясь кверху, уступают место другим менее нагретым, которые, в свою очередь, нагреваясь, поднимаются кверху, уступая место другим, менее нагретым.

Таким образом жидкость, циркулируя по кольцевому трубопроводу 7, поднимаясь вверх, выходит через отверстия в конусной части. Для эффективного охлаждения в верхней части корпуса нагретая жидкость соприкасается с тонкостенным колпаком 12. Направленный конус 9 обеспечивает омывание всей поверхности колпака 12. Если расположить кольцевой трубопровод 7 над лобовой частью обмотки, то можно помимо целей охлаждения использовать его как бандажное кольцо, устанавливаемое на электрических машинах с целью механического закрепления лобовых частей обмотки.

Использование: электромашиностроение. Сущность изобретения: жидкостнозаполненная электрическая машина содержит корпус 1, сердечник 2 с обмоткой 3, ротор 6, подшипниковые щиты 4 и 5. Непосредственно в зоне лобовых частей обмотки 3 размещены кольцевые трубопроводы 7, снабженные на торцовой поверхности рядом отверстий, причем каждый трубопровод имеет в верхней части конусное ответвление 9 также с отверстиями 10 и 11 по торцовым сторонам, а в корпусе 1 в зоне конусных ответвлений установлены тонкостенные колпаки 12. Трубопровод 7 и колпак 12 выполнены из материала с большим коэффициентом теплопроводности, чем материал корпуса 1 и щитов 4 и 5. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. ЖИДКОСТНОЗАПОЛНЕННАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА, содержащая корпус статора, сердечник с обмоткой, ротор, подшипниковые щиты и кольцевые трубопроводы, расположенные в зоне лобовых частей обмотки, отличающаяся тем, что каждый трубопровод имеет ряд отверстий на торцевой поверхности и в верхней части корпусное ответвление с отверстиями по торцевым сторонам, а в корпусе в зоне конусных ответвлений установлены тонкостенные колпаки. 2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что трубопровод и колпак выполнен из материала с большим коэффициентом теплопроводности, чем материал корпуса и подшипниковых щитов.