ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА С ВОЗДУШНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ Российский патент 1996 года по МПК H02K5/04 H02K5/20 

Изобретение относится к области электроэнергетики и электромашиностроения, в частности к конструкциям электрических машин с воздушным охлаждением и может применяться, например в закрытых асинхронных электродвигателях с горизонтально-вертикальным оребрением станины.

Известна электрическая машина с воздушным охлаждением оребренной станины, у которой вентиляторный кожух в поперечном сечении имеет круглую форму (см. например, книгу "Асинхронные двигатели общего назначения", под ред.В.М. Петрова и А.Э. Кравчика, М. Энергия, 1980, стр.169) [I] В случае, когда поверхность станины снабжена радиальными, равномерно распределенными по окружности ребрами, такая форма кожуха обеспечивает достаточно равномерное и высокое использование подаваемого вентилятором, охлаждающего воздуха. Однако, в местах расположения лап для крепления машины к фундаменту, как правило, равномерность оребрения нарушается и часть воздуха уходит из-под кожуха, минуя межреберные каналы станины.

В машинах с горизонтально-вертикальным оребрением станины наряду с кожухом круглой формы широко применяются также вентиляторные кожуха в форме четырехугольников с выгнутыми наружу сторонами, например двигатели фирмы ASEA, (Catalog B10-7112, April, 1991, "Ac Brake Motors", ASEA, Brown Boveri) [2)] Если машина сравнительно небольшая и подшипниковые щиты крепятся к станине четырьмя болтами, расположенными в углах четырехугольника, то места сопряжения вертикальных и горизонтальных ребер перекрываются приливами для крепления щитов к станине, утечки воздуха через эти места снижаются и воздух распределяется между межреберными каналами также достаточно равномерно. В более крупных машинах с горизонтально-вертикальным оребрением подшипниковые щиты крепятся к станине шестью болтами и места их расположения не совпадают с углами кожуха четырехугольной формы. В этом случае места сопряжения горизонтальных и вертикальных ребер и другие неоребренные места оказываются открытыми со стороны вентилятора и через них бесполезно уходит в окружающее пространство значительное (до 30%) количество воздуха. В результате уменьшается количество воздуха, поступающего в межреберные каналы станины, что приводит к снижению интенсивности охлаждения машины. Для компенсации этого приходится увеличивать диаметр вентилятора. Поскольку потребляемая вентилятором мощность пропорциональна диаметру вентилятора в кубе, а уровень вентиляционного шума в шестой степени, это приводит к увеличению потребляемой вентилятором мощности и уровня шума.

Данная электрическая машина с горизонтально-вертикальным оребрением и четырехугольным вентиляторным кожухом принята в качестве прототипа. Технической задачей, на которую направлено настоящее изобретение, является интенсификация охлаждения при одновременном уменьшении потерь энергии на охлаждение и снижении вентиляционного шума, повышение КПД электрической машины. Это достигается путем придания кожуху такой формы, чтобы профиль поперечного сечения кожуха в месте перекрытия им ребер повторял с зазором профиль оребрения станины, а в зонах неоребренных участков кожух выполнен с продольными впадинами. Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 схематически показано поперечное сечение электрической машины; на фиг.2 - продольное сечение кожуха электрической машины с горизонтально-вертикальными ребрами охлаждения, обладающей указанными выше признаками.

Электрическая машина с воздушным охлаждением содержит станину 1 с горизонтально-вертикальными ребрами охлаждения 2, укрепленный на валу вентилятор 3 и вентиляторный кожух 4, частично перекрывающий ребра охлаждения 2 станины 1. В торцевой части 5 вентиляторный кожух 4 имеет круглое поперечное сечение. Дальше по направлению хода воздуха форма поперечного сечения кожуха 4 меняется таким образом, чтобы в месте перекрытия ребер охлаждения 2 кожухом 4 профиль его поперечного сечения повторял с небольшим зазором профиль оребрения станины 1. Для этого в местах сопряжения горизонтально-вертикальных ребер охлаждения 2, где имеется большой неоребренный канал, на стенке кожуха выполнены продольные впадины 6, повторяющие форму неоребренного канала. Такие же впадины в стенке кожуха выполнены в других неоребренных местах станины, например в местах крепления лап 7.

Выполнение впадин 6 в местах сопряжения горизонтально-вертикального оребрения и в других неоребренных местах станины снижает бесполезные утечки воздуха в процессе охлаждения через эти места, приводит к перераспределению воздуха в пользу межреберных каналов и тем самым увеличивает интенсивность охлаждения. Остающиеся небольшие утечки воздуха через зазоры между кожухом и ребрами охлаждения в местах их сопряжения обеспечивают съем тепла с сопрягающихся сторон ребер охлаждения. В результате появляется возможность уменьшить диаметр вентилятора и, соответственно, уменьшить потребляемую на охлаждение мощность, повысить КПД машины и снизить уровень вентиляционного шума.

По предварительной оценке использование изобретения позволит на 15 40% уменьшить потребляемую вентилятором мощность и на 1 2 дБ А снизить уровень вентиляционного шума. Кроме того, закрытие крупного отверстия впадиной на кожухе уменьшит возможность проникновения к вращающемуся вентилятору посторонних предметов, то есть увеличит степень защиты машины. Машины с повышенным КПД и сниженным уровнем шума имеют более высокую рыночную стоимость, что и составляет экономический эффект от изобретения.

Изобретение относится к области электроэнергетики и электромашиностроения и может быть использовано в электрических машинах с воздушным охлаждением, в частности в закрытых асинхронных электродвигателях. Сущность изобретения: в электрической машине станина выполнена с горизонтально-вертикальными ребрами охлаждения. На валу закреплен вентилятор, помещенный в вентиляторный кожух, который частично перекрывает ребра охлаждения. Согласно изобретению вентиляторный кожух в зонах перекрытия ребер охлаждения выполнен с профилем поперечного сечения, повторяющим с зазором профиль оребрения станины. В зонах неоребренных участков станины вентиляторный кожух выполнен с продольными впадинами. Изобретение благодаря предлагаемой форме кожуха обеспечивает перераспределение воздуха в процессе охлаждения в пользу межреберных каналов станины, что приводит к увеличению интенсивности охлаждения, снижению вентиляционного шума. Улучшение условий охлаждения приводит к возможности уменьшения габаритов вентилятора, снижению потребляемой на охлаждение мощности, а также к повышению КПД электрической машины. 2 ил.

Электрическая машина с воздушным охлаждением, содержащая станину с горизонтально-вертикальными ребрами охлаждения и закрепленный на валу вентилятор, который размещен в вентиляторном кожухе, частично перекрывающем ребра охлаждения, отличающаяся тем, что вентиляторный кожух в зонах перекрытия ребер охлаждения выполнен с профилем поперечного сечения, повторяющим с зазором профиль оребрения станины, а в зонах ее неоребренных участков с продольными впадинами.