СИСТЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ Российский патент 1997 года по МПК H02K9/08 

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к системам охлаждения электрических машин, преимущественно турбогенераторов.

Известна многоструйная система вентиляции электрической машины, в которой сердечник статора с радиальными вентиляционными щелями имеет продольное секционирование на зоны впуска охлаждающего газа в зазор и зоны выпуска газа из зазора [1]
Недостаток этой системы вентиляции состоит в том, что через радиальные вентиляционные щели сердечника статора пропускается газ, подогретый в зазоре механическими потерями и потерями в роторе, в результате чего повышается температура активных частей статора.

Известна также радиально-тангенциальная система вентиляции электрической машины, в которой в радиальных целях сердечника статора в области ярма с помощью направляющих образованы U-образные каналы для циркуляции охлаждающего газа, сообщающиеся с периферией сердечника [2]
Эта система выгодно отличается от первой тем, что U-образные каналы не сообщаются с зазором и в них поступает холодный воздух непосредственно из охладителей, что способствует снижению температуры активных частей статора; однако эффективность U-образных каналов недостаточно высока, т.к. они удалены от обмотки и зубцов, являющихся наиболее напряженными в тепловом отношении активными элементами машины.

Целью изобретения является повышение эффективности охлаждения активных частей статора электрической машины.

Поставленная цель достигается за счет того, что в системе вентиляции электрической машины, содержащей сердечник статора, снабженный уложенной в пазы обмоткой, внутренней расточкой с установленным в ней с зазором ротором, радиальными щелями, в которых с помощью направляющих образованы U-образные каналы для циркуляции охлаждающего газа, сообщающиеся с периферией сердечника, U-образные каналы в пределах радиальной щели выполнены в количестве, кратном числу пазов сердечника, и размещены между указанными пазами, причем со стороны зазора направляющие U-образных каналов могут быть выполнены в виде перегородок, закрепленных в радиальных щелях заподлицо с расточкой или в виде немагнитного кольца, закрепленного на поверхности расточки.

Благодаря тому, что U-образные каналы с циркулирующим в них холодным газом вынесены непосредственно в зубцово-пазовую зону, удается существенно снизить температуру активных частей в указанной зоне, а установкой со стороны расточки перегородок или немагнитного кольца удается эффективно отделить нагретый в зазоре газ от газа, циркулирующего в U-образных каналах.

На фиг. 1 показан фрагмент продольного сечения электрической машины, вариант с установленными в радиальных щелях со стороны зазора перегородками; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 фрагмент продольного сечения электрической машины, вариант с установленным со стороны зазора немагнитным кольцом.

Сущность изобретения поясняется на примере двух исполнений системы вентиляции электрической машины, отличающихся друг от друга конструкцией направляющих U-образных каналов со стороны зазора. Согласно первому исполнению (фиг. 1) система вентиляции электрической машины содержит установленный в корпусе 1 сердечник статора 2 с уложенной в пазы обмоткой 3, в радиальных вентиляционных щелях 4 которого со стороны зазора 5, отделяющего сердечник 2 от размещенного в его расточке ротора 6, закреплена кольцевая перегородка 7, выполненная, например, в виде слоя замазки, уложенной заподлицо с расточкой на тонкую кольцевую стеклотекстолитовую прокладку. В щелях 4 установлены (фиг. 2) радиальные дистанционные распорки 8 и тангенциальные дистанционные распорки 9, в совокупности образующие в зоне каждого зубца пару U-образных каналов 10, сообщающихся с периферией сердечника 2. Кольцевая перегородка 7 вместе с тангенциальными распорками 9 выполняют функцию направляющей U-образных каналов и исключает попадание в каналы горячего газа из зазора 5. В пространстве между сердечником статора 2 и корпусом 1 установлены ориентированные вдоль продольной оси машины ребра 11, между которыми образованы камеры 12 для подачи газа в каналы 10 и камеры 13 для выпуска газа из каналов 10.

Второе исполнение системы вентиляции электрической машины (фиг. 3) аналогично первому исполнению и отличается от него отсутствием перегородок 7, вместо которых со стороны зазора 5 на поверхности расточки сердечника 2 установлено стеклотекстолитовое кольцо 14.

Под напором вентилирующих элементов (не показаны) охлаждающий газ через камеры 12 поступает (согласно направлению стрелок на фиг. 2) в каналы 10, двигается к зубцово-пазовой зоне и далее выбрасывается в камеры 13. Благодаря подводу холодного газа непосредственно в зубцово-пазовую зону и исключению попадания в эту зону подогретого в зазоре газа, температура активных частей статора существенно снижается.

Наибольшая технико-экономическая эффективность предложенного технического решения, состоящая в увеличении предельной единичной мощности электрической машины, достигается при использовании воздушной охлаждающей среды, так как худшие, по сравнению с водородом, теплоотводящие свойства воздуха усложняют проблему отведения тепловых потерь от активных частей статора.

Изобретение относится к электромашиностроению и позволяет улучшить тепловое состояние активных частей статора электрической машины. Существо изобретения заключается в том что система вентиляции содержит установленный в корпусе 1 сердечник статора 2 с обмоткой 3, в радиальных вентиляционных щелях 4 которого со стороны зазора 5 закреплена кольцевая перегородка 7. В щелях 4 установлены радиальные дистанционные распорки 8 и тангенциальные дистанционные распорки 9, в совокупности образующие в зоне каждого зубца пару U-образных каналов 10, сообщающихся с периферией сердечника 2. В пространстве между сердечником 2 и корпусом 1 установлены продольные ребра 11, между которыми образованы камеры 12 для подачи газа в каналы 10 и камеры 13 для выпуска газа из каналов 10. Вместо перегородок 7 со стороны зазора 5 на поверхности расточки сердечника 2 может быть установлено стеклотекстолитовое кольцо 14. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Система вентиляции электрической машины, содержащая сердечник статора, снабженный уложенной в пазы обмоткой, внутренней расточкой с установленным в ней с зазором ротором, радиальными щелями, в которых с помощью направляющих образованы U-образные каналы для циркуляции охлаждающего газа, сообщающиеся с периферией сердечника, отличающаяся тем, что U-образные каналы в пределах радиальной щели выполнены в количестве, кратном числу пазов сердечника, и размещены между указанными пазами. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что со стороны зазора направляющие U-образных каналов выполнены в виде перегородок, закрепленных в радиальных щелях заподлицо с расточкой. 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что со стороны зазора направляющие U-образных каналов выполнены в виде немагнитного кольца, закрепленного на поверхности расточки.