СИСТЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ Российский патент 1998 года по МПК H02K9/04 

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

Известна система вентиляции турбогенератора, в которой сердечник статора содержит вентиляционные каналы, выходные отверстия которых сообщаются с зазором и с вытяжными вентилирующими элементами, а ротор содержит вентиляционные каналы, работающие по принципу самовентиляции с забором газа из зазора и выбросом его обратно в зазор. Эта система выгодно отличается тем, что сердечник статора охлаждается холодным газом, поступающим непосредственно из газоохладителей, однако ей присущи повышенные потери на вентиляцию ротора и подогрев активных частей ротора с потерями мощности в сердечнике статора и в зазоре [1]
За прототип (по наибольшему количеству общих элементов) принята система вентиляции электрической машины, а конкретно турбогенератора, в которой сердечник статора и ротор содержат вентиляционные каналы, выходные отверстия которых сообщаются с зазором и с вытяжными вентилирующими элементами. В этой системе вентиляции сердечник статора и ротор охлаждаются холодным газом, поступающим непосредственно из газоохладителей, но у нее имеются и существенные недостатки, обусловленные прямым взаимным влиянием встречных газовых потоков ротора и статора в зазоре машины: взаимное ослабление указанных потоков, возникновение перекосов теплового состояния ротора и статора, увеличение потерь на вентиляцию и понижение КПД машины [2]
Целью изобретения является улучшение теплового состояния активных частей электрической машины и увеличение ее КПД за счет снижения потерь на вентиляцию.

Поставленная цель достигается тем, что в системе вентиляции электрической машины, содержащей вентиляционные каналы сердечника статора и ротора, выходные отверстия которых сообщаются с зазором, связанным с вытяжными вентилирующими элементами, в зазоре между выходными отверстиями вентиляционных каналов статора и ротора размещена охватывающая ротор цилиндрическая оболочка, скрепленная с ротором.

Благодаря размещению в зазоре машины между выходными отверстиями вентиляционных каналов статора и ротора охватывающей ротор цилиндрической оболочки, удается избавиться от прямого взаимного влияния встречных газовых потоков ротора и статора и ослабления этих потоков. В результате циркуляция газа в роторе и статоре становится более упорядоченной, улучшается тепловое состояние активных частей и увеличивается КПД электрической машины.

На чертеже изображена предлагаемая система вентиляции электрической машины, продольный разрез.

Система вентиляции электрической машины содержит радиальные вентиляционные каналы 1 сердечника статора 2, предназначенные для циркуляции охлаждающего газа в сторону зазора 3, в котором размещена охватывающая ротор 4 цилиндрическая немагнитная оболочка 5, скрепленная с ротором 4. В активной части ротора 4 имеются вентиляционные каналы 6, предназначенные для циркуляции охлаждающего газа в сторону зазора 3. На хвостовых частях ротора 4 установлены вентиляторы 7, вытягивающие охлаждающий газ из зазора 3 и направляющие его в газоохладители 8.

Система вентиляции электрической машины работает следующим образом. При вращении ротора 4 охлаждающий газ под действием вентиляторов 7 вытягивается из зазора 3 (на чертеже движение газа обозначено стрелками), попадает в газоохладители 8, далее проходит в вентиляционные каналы 1 статора и каналы 6 ротора, после чего выходит в зазор 3 и цикл снова повторяется. Благодаря наличию оболочки 5 между выходными отверстиями вентиляционных каналов 1 и 6, движущиеся встречно из ротора 4 и сердечника статора 2 газовые потоки не испытывают столкновения в зазоре 3 и достаточно плавно поворачивают в сторону вентиляторов 7, не испытывая существенного ослабления динамического напора. Это способствует улучшению охлаждения активных частей электрической машины и повышению ее КПД за счет уменьшения потерь на вентиляцию.

Технико-экономическая эффективность предложенного технического решения состоит в улучшении эксплуатационных характеристик электрической машины.

Изобретение относится к электротехнике и электромашиностроению и позволяет улучшить тепловое состояние активных частей электрической машины, увеличить ее коэффициент полезного действия путем снижения потерь на вентиляцию. Сущность изобретения состоит в том, что предлагаемая система вентиляции включает радиальные вентиляционные каналы 1 сердечника статора для циркуляции охлаждающего газа в сторону зазора 3, в котором размещена охватывающая ротор 4 цилиндрическая немагнитная оболочка 5. Имеются также вентиляционные каналы 6 для циркуляции охлаждающего газа в сторону зазора 3 и вентиляторы 7, которые втягивают охлаждающий газ из зазора 3 и направляют его в газоохладители 8. 1 ил.

Система вентиляции электрической машины, содержащая вентиляционные каналы сердечника статора и ротора, выходные отверстия которых сообщаются с зазором, связанным с вытяжными вентилирующими элементами, отличающаяся тем, что в зазоре между выходными отверстиями вентиляционных каналов статора и ротора размещена охватывающая ротор цилиндрическая оболочка, скрепленная с ротором.