МАГНИТНОЕ УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ С ТРУБОПРОВОДОМ ОХЛАДИТЕЛЯ Российский патент 2013 года по МПК H02K1/20 H02K9/19 

Предложенное изобретение относится к магнитному устройству электрической машины с ферромагнитной основой, которая имеет первую и противолежащую вторую сторону и сквозные каналы, например, отверстия для трубопроводов охладителя от первой стороны ко второй стороне, а также несколькими первыми сегментами трубопровода охладителя, которые вставлены через каналы. Электрическая машина может представлять собой электродвигатель, генератор или трансформатор.

Система трубопроводов охладителя электрической машины, в частности, статора электродвигателя, состоит, при необходимости, из нескольких сегментов трубопровода в форме трубы. Эти несколько сегментов трубопровода обычно имеют различные геометрические формы и соединены между собой в замкнутый трубопровод. Места соединения находятся в различных положениях магнитного устройства. Так, например, подобные места соединения располагаются на торцевых сторонах статора.

Большое число сегментов трубопровода охладителя приводит к высоким затратам, связанным с логистикой, высокой опасностью перепутывания правильных подсоединений или правильных сегментов трубопровода при монтаже или ремонте. В частности, на практике множество различных трубопроводов приводит, при обстоятельствах, к неправильному монтажу, ввиду высокой опасности перепутывания.

Другая проблема состоит в том, что места соединения или сопряжения сегментов трубопровода предусмотрены на обеих сторонах ферромагнитной основы электрической машины (например, на торцах статора), и поэтому обе стороны основы при монтаже и при ремонте должны быть доступными. Это требует, например, поворота двигателя или листового пакета или монтажа на обеих сторонах.

Также проблематичной является локализация утечки системы охладителя, которая состоит из многочисленных сегментов трубопровода охладителя. Места сопряжения находятся в таком случае во множестве различных мест, которые необходимо проверять и которые должны быть свободно доступными.

Из публикации JP 47018006 U известно магнитное устройство для электрической машины с ферромагнитной основой, которая имеет первую и противолежащую вторую сторону. Каналы охлаждения, которые проходят через основу, на обеих сторонах основы связаны друг с другом. Соединение осуществляется таким образом, что связываются друг с другом либо смежные каналы охлаждения, либо несмежные. Сегменты соединения лежат при этом в нескольких плоскостях один над другим.

Еще одно магнитное устройство электрической машины описано в публикации JP 2005 143269 А. Магнитное устройство имеет ферромагнитную основу, которая имеет первую и противолежащую вторую сторону. Кроме того, основа имеет сквозные каналы для трубопроводов охладителя от первой стороны ко второй стороне. Несколько первых сегментов трубопроводов охладителя вставлены в каналы охладителя.

Задачей настоящего изобретения является создание магнитного устройства электрической машины, система трубопроводов охладителя которой выполнена удобной для монтажа и ремонта.

В соответствии с изобретением эта задача решается магнитным устройством электрической машины по пункту 1 формулы изобретения.

Предпочтительным образом с помощью соответствующего изобретению магнитного устройства можно предусмотреть места соединения отдельных сегментов трубопровода охладителя только на единственной стороне ферромагнитной основы электрической машины. Тем самым при изготовлении электрической машины исключается необходимость в повороте основы или в монтаже на обеих сторонах основы. Кроме того, при ремонте мест соединения сегментов трубопровода охладителя должна быть доступной только одна сторона электрической машины.

Предпочтительным образом основа электрической машины представляет собой листовой пакет, изготовленный из листовой электротехнической стали. Каналы или отверстия проходят тогда в основном в направлении пакета, и сегменты трубопровода охладителя могут соединяться друг с другом на одной торцевой стороне листового пакета.

Например, основа может представлять собой статор электродвигателя машины или генератора. Кроме того, она может также представлять собой сердечник трансформатора. В любом случае соответствующее изобретению решение обеспечивает преимущества при монтаже.

В соответствии со специальной формой выполнения второй сегмент трубопровода охладителя может быть выполнен U-образным. Плечи этого U-образного сегмента имеют предпочтительным образом предварительно определенный промежуток, так что они без высоких затрат могут насаживаться на соответствующие концы плеч первого сегмента трубопровода охладителя.

Особенно предпочтительным является, если оба плеча U-образного второго сегмента трубопровода охладителя по отношению друг к другу выполнены с различной длиной. В частности, за счет этого может быть получено такое взаимное расположение, что второй сегмент трубопровода охладителя со второй стороны основы образует примерно трапецию. Эта специальная форма второго сегмента трубопровода охладителя приводит к многочисленным преимуществам. В частности, можно, например, статор за счет этого укоротить по его конструктивной длине, так как сегменты трубопровода охладителя могут располагаться каскадно друг над другом. Еще одно преимущество плеч различной длины второго сегмента трубопровода охладителя состоит, в числе прочего, в том, что монтаж этого сегмента трубопровода охладителя автоматически задает положение других сегментов трубопровода охладителя такой же формы. Специально это имеет место в случае, когда между вторым сегментом трубопровода охладителя и второй стороной основы проходит еще один второй сегмент трубопровода охладителя, чтобы также соединять концы плеч первого сегмента трубопровода охладителя.

Предложенное изобретение поясняется более подробно со ссылками на чертежи, на которых показано следующее:

фиг.1 - U-образный первый сегмент трубопровода охладителя;

фиг.2 - несколько первых сегментов трубопровода охладителя, вставленных в статор электрической машины;

фиг.3 - второй сегмент трубопровода охладителя с различными длинами плеч;

фиг.4 - схема монтажа вторых сегментов трубопровода охладителя согласно фиг.3 на концах плеч первых сегментов трубопровода охладителя согласно фиг.2 и

фиг.5 - вид сверху части листового пакета статора по фиг.4.

Описанный ниже более подробно пример выполнения представляет предпочтительную форму выполнения предложенного изобретения.

На фиг.1 показан U-образный первый сегмент трубопровода охладителя. Он состоит из двух параллельных плеч одинаковой длины, которые, соответственно, имеют свободный конец 2 плеча.

Несколько подобных первых сегментов трубопровода охладителя согласно фиг.2 с одной стороны 3 листового пакета 4 статора вставляются в соответствующие отверстия (в общем случае, каналы) этого листового пакета 4 статора. Направление вставки этих первых сегментов трубопровода охладителя обозначено на фиг.2 стрелкой 10. Плечи всех первых сегментов 1 трубопровода охладителя имеют такую длину, что они своими концами 2 плеч выступают из второй стороны 5 листового пакета 4 статора, противолежащей первой стороне 3. Во все каналы охладителя ферромагнитной основы, здесь листового пакета 4 статора, вставлены, таким образом, с одной стороны 3 первые сегменты 1 трубопровода охладителя одинаковой формы.

Для соединения свободных концов 2 плеч вставляются также U-образные вторые сегменты 6 трубопровода охладителя согласно фиг.3. Подобный второй сегмент трубопровода охладителя имеет два параллельных плеча: короткое плечо 7 и длинное плечо 8. Эти вторые сегменты трубопровода охладителя, согласно фиг.4, применяются для того, чтобы первые сегменты 1 трубопровода охладителя соединить в единую замкнутую трубку. Для этого вторые сегменты 6 трубопровода охладителя монтируются на концах 2 плеч первых сегментов 1 трубопровода охладителя на второй стороне 5 листового пакета 4 статора. На первой стороне 3 листового пакета 4 статора не требуется никакой дополнительный монтаж. Вторые сегменты 6 трубопровода охладителя в этом примере согласно стрелкам на фиг.4 насаживаются на концы 2 плеч.

Участки трубопровода охладителя, выступающие из стороны 5 листового пакета 4 статора, образуют вместе со стороной 5 примерно трапецию. За счет этого они могут пространственно вставляться друг в друга. Таким образом, более низкий относительно стороны 5 участок трубопровода охладителя может постоянно проходить под более высоким участком трубопровода охладителя. На виде сверху листового пакета 4 статора получается представленный на фиг.5 вид. В соответствии с ним, второй сегмент 6 трубопровода охладителя, представленный на фиг.5 справа, своей высокой частью проходит над более низкой частью показанного в середине второго сегмента 6 трубопровода охладителя. Последний в свою очередь проходит своей более высокой частью над более низкой частью показанного слева второго сегмента 6 трубопровода охладителя. Посредством этих каскадно расположенных друг над другом сегментов трубопровода охладителя можно уменьшить осевую конструктивную длину двигателя или генератора. Пространственная вложенность сегментов трубопровода охладителя на основе скосов обеспечивает в принципе сокращение конструктивных размеров, например, также в случае трансформаторов.

Существенным в предложенном изобретении является малое число различных деталей, необходимых для системы трубопровода охладителя, наряду с простотой монтажа. В любом случае необходимы еще соединительные компоненты, чтобы концы системы охлаждающей трубки на стороне 5, на которой также монтируются вторые сегменты 6 трубопровода охладителя, подключить к системе охлаждения. В целом также существенно сокращается вариантность трубопроводов по отношению к обычным системам. В конкретном случае требуются только два различных типа трубопроводов, а именно, первые сегменты 1 трубопровода охладителя и вторые сегменты 6 трубопровода охладителя.

На основе незначительного числа типов сегментов и их четко различимого конструктивного типа практически исключается неправильный монтаж при вставлении трубопроводов в основу или статор. Кроме того, исключен неправильный монтаж соединительных трубопроводов (здесь вторые сегменты 6 трубопровода охладителя) из-за различных длин плеч, если первый соединительный трубопровод смонтирован, а остальные соединительные трубопроводы 6 должны вставляться друг в друга.

Еще одно преимущество, которое выше уже упоминалось, состоит в том, что для монтажа, поиска неисправностей и ремонта должна быть обеспечена доступность только одной стороны двигателя или одной стороны электрической машины. Места сопряжения между сегментами трубопровода охладителя находятся к тому же в одной плоскости, что дополнительно увеличивает отмеченные преимущества.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и касается особенностей конструктивного выполнения магнитных устройств электрических машин с основой, выполненной ферромагнитной, и снабженных трубопроводами охладителей. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в упрощении монтажа системы трубопровода охладителя в магнитном устройстве электрической машины. Данное магнитное устройство электрической машины снабжено ферромагнитной основой (4), которая имеет первую (3) и противолежащую вторую сторону (5), а также сквозные каналы, например отверстия для трубопроводов охладителя от первой стороны (3) ко второй стороне (5), и несколько первых сегментов (1) трубопровода охладителя, которые вставлены в указанные каналы. Первые сегменты (1) трубопровода охладителя выполнены U-образными и, соответственно, своими свободными концами (2) плеч проходят через два канала от первой стороны (3) таким образом, что они концами (2) плеч выступают из второй стороны (5) основы (4), и соответствующие два из указанных концов плеч первых сегментов (1) трубопровода охладителя соединены посредством второго сегмента трубопровода охладителя. Тем самым для построения системы трубопровода охладителя требуются только два типа сегментов трубопровода охладителя. При этом, согласно данному изобретению, второй сегмент (6) трубопровода охладителя со второй стороной (5) основы (4) образует примерно трапецию, а между вторым сегментом (6) трубопровода охладителя и второй стороной (5) основы (4) проходит, по меньшей мере, еще один второй сегмент (6) трубопровода охладителя, чтобы также соединять концы (2) плеч первого сегмента (1) трубопровода охладителя. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Магнитное устройство электрической машины с
ферромагнитной основой (4), которая имеет первую (3) и противолежащую вторую сторону (5) и сквозные каналы для трубопроводов охладителя от первой стороны (3) ко второй стороне (5), и несколькими первыми сегментами (1) трубопровода охладителя, которые вставлены через каналы, причем
- первые сегменты (1) трубопровода охладителя выполнены U-образными и соответственно своими свободными концами (2) плеч проходят через два из каналов от первой стороны (3) таким образом, что они концами (2) плеч выступают из второй стороны (5) основы (4), и соответствующие два из концов (2) плеч первых сегментов трубопровода охладителя соединены посредством второго сегмента (6) трубопровода охладителя,
отличающееся тем, что
второй сегмент (6) трубопровода охладителя со второй стороной (5) основы (4) образует примерно трапецию и между вторым сегментом (6) трубопровода охладителя и второй стороной (5) основы (4) проходит, по меньшей мере, еще один второй сегмент (6) трубопровода охладителя, чтобы также соединять концы (2) плеч первого сегмента (1) трубопровода охладителя.

2. Магнитное устройство по п.1, в котором основа (4) представляет собой листовой пакет, изготовленный из листовой электротехнической стали.

3. Магнитное устройство по п.1 или 2, в котором основа (4) представляет собой статор электродвигателя или генератора.

4. Магнитное устройство по п.1, в котором второй сегмент (6) трубопровода охладителя выполнен U-образным.

5. Магнитное устройство по п.4, в котором оба плеча U-образного второго сегмента (6) трубопровода охладителя по отношению друг к другу выполнены с различной длиной.