ТОРЦОВАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА ЗАКРЫТОГО ИСПОЛНЕНИЯ С НАРУЖНЫМ ОБДУВОМ Российский патент 2008 года по МПК H02K9/04 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к закрытым электрическим машинам торцового исполнения с одним статором и одним ротором, в которых для создания направленного движения охлаждающего воздуха вдоль внешней поверхности машины используется пристроенный вентилятор, устанавливаемый непосредственно на машине и приводимый в движение электродвигателем.

Известна конструкция торцовой электрической машины с самовентиляционной системой охлаждения [1]. Ее недостатком является вероятность проникновения внутрь оболочки пыли, а также различных мелких твердых тел. Кроме того, она не защищена от попадания мелких капель воды, падающих вертикально или под углом на оболочку.

Этими недостатками обладают торцовые машины согласно [2, 3].

Известна конструкция бесконтактной однопакетной электрической машины (генератора) [4] закрытого исполнения. К ее недостаткам можно отнести недостаточную эффективность вентиляции обмоток статора и ротора, помещенных в закрытую оболочку электрической машины.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению является конструкция торцовой электрической машины, приведенной в [5]. Она содержит корпус в форме закрытой оболочки, в котором размещены тороидальные сердечники статора и ротора с обмотками, вал, подшипниковые опоры, наружный вентилятор.

Недостатком прототипа является то, что охлаждающий воздух под действием вентилятора обдувает только одну половину машины, а именно сторону, противоположную выходному концу вала. Другая сторона машины со стороны вала не обдувается, что приводит к снижению нагрузочных свойств устройства. Данная конструкция не решает задачи охлаждения машины в случае ее исполнения тихоходной либо с регулируемым числом оборотов.

Заявляемое изобретение решает задачу повышения эффективности вентиляции закрытой торцовой электрической машины и тем самым ее нагрузочной способности, а также повышения ее эксплуатационной надежности.

Это достигается тем, что торцовая электрическая машина закрытого исполнения с наружным обдувом, включающая в себя корпус, состоящий из двух щитов, тороидальные сердечники статора и ротора с обмотками, вал, подшипниковые узлы, вентилятор, в отличие от прототипа содержит оребренные снаружи щиты, на внешней поверхности щита, противоположного выступающему концу вала, установлен кронштейн, на котором закреплен электродвигатель с вентилятором, который помещен в камеру, ограниченную со стороны электродвигателя защитной вентиляционной пластиной с отверстиями для прохождения наружного охлаждающего воздуха, внешней частью щита и охватывающими вентилятор с некоторым зазором ребрами щита, а для организации направления движения наружного охлаждающего воздуха на щиты машины на стойках установлен цилиндрический воздухонаправляющий аппарат, охватывающий щиты.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показан поперечный разрез торцовой электрической машины закрытого исполнения с наружным обдувом.

Корпус машины состоит из двух щитов 1 и 9, которые образуют закрытую оболочку. С внешней стороны щит 1 имеет ребра 14, а щит 9 - ребра 16.

На внутренней стороне щита 1 тороидальный сердечник статора 2 c m-фазной обмоткой возбуждения 3. Тороидальный сердечник ротора 5 укреплен на диске 4 и несет обмотку 19. Для перемешивания воздуха внутри машины на сердечнике ротора установлены лопатки 17 и 18, составляющие одно целое с обмоткой 19.

На валу ротора 6 установлены два подшипника 7 и 8, которые, в свою очередь, базируются в щитах 1 и 9.

На щите 1 установлен, например приварен, кронштейн 10. На нем неподвижно посажен электродвигатель 11 с вентилятором 12. Вентилятор 12 размещен в камере. Камера ограничена со стороны электродвигателя 11 защитной вентиляционной пластиной 13 с отверстиями для прохождения наружного охлаждающего воздуха, с противоположной стороны - внешней частью щита 1. Сверху и снизу камера замыкается ребрами 14 щита 1, которые охватывают вентилятор с некоторым зазором.

Штампованный воздухонаправляющий аппарат 15, имеющий цилиндрическую форму, охватывает щиты 1 и 9 и крепится на стойках 21 и 22. Воздухонаправляющий аппарат служит для обеспечения направленного движения охлаждающего воздуха.

Кольцевой выступ 20 служит для фиксированного присоединения к исполнительному механизму.

Устройство работает следующим образом.

При подаче на обмотку возбуждения 3 электрической машины напряжения ее ротор приходит во вращение. Одновременно с подачей напряжения на обмотку возбуждения 3 подается напряжение на электродвигатель 11, который также приходит во вращение и приводит в движение вентилятор 12. Вентилятор 12 создает направленное движение охлаждающего воздуха вдоль ребер 14 щита 1, затем охлаждающий воздух проходит через канал под воздухонаправляющим аппаратом 15 и далее направляется воздухонаправляющим аппаратом 15 вдоль наружных ребер 16 щита 9, после чего выбрасывается наружу.

Эффективность системы охлаждения торцовой электрической машины закрытого исполнения с наружным обдувом достигается за счет открытости корпуса машины со стороны боковых щитов, а также создания направленного движения наружного охлаждающего воздуха, создаваемого вентилятором 12 не только вдоль наружных ребер 14 щита 1 по каналу под воздухонаправляющим аппаратом 15, но и вдоль наружных ребер 16 щита 9.

Создание необходимого аэродинамического напора на выходе из вентиляционного тракта и увеличение производительности вентиляционной системы обеспечивается за счет кратчайшего расстояния от вентилятора до ребер щита, и уменьшение - вследствие этого аэродинамического сопротивления.

Заявляемое изобретение решает задачу охлаждения машины в случае ее исполнения тихоходной либо с регулируемым числом оборотов, так как частота вращения наружного вентилятора не зависит от числа оборотов вала двигателя.

Данное изобретение может быть выполнено как в виде синхронной, так и асинхронной машины. Оно имеет более высокую нагрузочную способность и эксплуатационную надежность вследствие эффективности системы охлаждения. Машина достаточно проста в обслуживании и технологична в изготовлении.

Источники информации

1. Патент RU №2128391 6 Н02К 9/06, 9/04, 17/04. Самовентиляционная система охлаждения торцовой электрической машины. / Загрядцкий В.И., Кобяков Е.Т., 1999. Бюл. №9.

2. Патент RU №2233529 С2, Н02К 5/173, 5/16, 17/16 / Загрядцкий В.И, Качесова Е.Я., 2004. Бюл. №21.

3. Патент RU №2279293 С1, Н02К 17-16 / Загрядцкий В.И., Савескул А.И, 2005. Бюл. №9.

4. Паластин Л.М. Синхронные машины автономных источников питания. - М.: Энергия, 1980. - 384 с.

5. А.С. SU №1043794 А. Способ изготовления витого магнитопровода электрической машины. / Игнатов В.А., Ставинский А.А., 1983. Бюл. №35.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к закрытым электрическим машинам торцового исполнения с одним статором и одним ротором. Торцовая электрическая машина закрытого исполнения с наружным обдувом включает в себя корпус, состоящий из двух щитов, тороидальные сердечники статора и ротора с обмотками, вал, подшипниковые узлы и вентилятор. Машина содержит оребренные снаружи щиты, на внешней поверхности щита, противоположного выступающему концу вала, установлен кронштейн, на котором закреплен электродвигатель с вентилятором, который помещен в камеру, ограниченную со стороны электродвигателя защитной вентиляционной пластиной с отверстиями для прохождения наружного охлаждающего воздуха, внешней частью щита и охватывающими вентилятор с некоторым зазором ребрами щита, а для организации направления движения наружного охлаждающего воздуха на щиты машины на стойках установлен цилиндрический воздухонаправляющий аппарат, охватывающий щиты. Техническим результатом является улучшение условий охлаждения тепловыделяющих элементов, а также повышение эксплуатационной надежности. 1 ил.

Торцовая электрическая машина закрытого исполнения с наружным обдувом, включающая в себя корпус, состоящий из двух щитов, тороидальные сердечники статора и ротора с обмотками, вал, подшипниковые узлы, вентилятор, отличающаяся тем, что машина содержит оребренные снаружи щиты, на внешней поверхности щита, противоположного выступающему концу вала, установлен кронштейн, на котором закреплен электродвигатель с вентилятором, который помещен в камеру, ограниченную со стороны электродвигателя защитной вентиляционной пластиной с отверстиями для прохождения наружного охлаждающего воздуха, внешней частью щита и охватывающими вентилятор с некоторым зазором ребрами щита, а для организации направления движения наружного охлаждающего воздуха на щиты машины на стойках установлен цилиндрический воздухонаправляющий аппарат, охватывающий щиты.