СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ Российский патент 2014 года по МПК H02K1/20 H02K3/24 H02K9/22 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании электрических машин с интенсивным охлаждением статора.

Известны электрические машины, работа систем охлаждения статоров которых основана на использовании непосредственного теплоотвода от его тепловыделяющих частей с помощью проточного хладагента.

Устройством, работающим по данному принципу, является электрическая машина, статор которой содержит корпус, внутри которого сформированы герметизированные полости с размещенными в них магнитопроводом и секциями обмоток (RU 2379813 C1, H02K 9/08, 2006 г.). Недостатком известного технического решения является низкая эффективность теплоотвода от лобовых частей обмоток, что объясняется недостаточной скоростью обтекающего их хладагента.

Наиболее близким к изобретению является электрическая машина, работа системы охлаждения статора которой основана на том же принципе (В.И.Науменко и О.Г.Клочков «Авиационные электрические машины с интенсивным охлаждением». М., Машиностроение, 1977 г., с.128). В известном устройстве тепловыделяющие элементы статора размещены в кольцеобразных герметизированных полостях, соединенных между собой в единый гидравлический тракт, через который жидкий хладагент прокачивают под давлением. Для оптимального направления охлаждающего потока в полости корпуса статора установлен формирователь потока, направляющий хладагент вдоль наружных поверхностей лобовых частей секций обмоток.

Недостатком известного технического решения является низкий уровень эффективности охлаждения элементов статора, которая может привести к снижению надежности работы, что объясняется наличием расширенной полости в области головок секций лобовых частей обмоток, снижающей скорость движения хладагента.

Техническим результатом, которого можно достичь при осуществлении изобретения, является повышение надежности работы элементов статора путем увеличения эффективности их охлаждения.

Технический результат достигается тем, что в статоре электрической машины, содержащем корпус, внутри которого сформированы герметизированные полости, в которых размещены магнитопровод и секции обмоток, причем в полости, ограниченной внутренними поверхностями головок секций лобовых частей обмоток установлен формирователь потока хладагента, циркулирующего внутри герметизированных полостей, выполненный в виде тора, форма поперечного сечения которого максимально приближена к форме поперечного сечения данной полости.

В патентных источниках информации не обнаружено сведений о подобном увеличении эффективности охлаждения тепловыделяющих элементов статора, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критериям охраноспособности.

На чертеже представлена конструктивная схема статора.

Устройство содержит корпус 1, внутри которого сформирована герметизированная полость с циркулирующим внутри нее нагнетаемым через переходники хладагентом. В полости установлен магнитопровод 2 и обмотки 3. В полости, ограниченной внутренними поверхностями головок секций лобовых частей обмоток 3, установлен формирователь потока 4 хладагента, представляющий собой замкнутый сплошной тор, поперечное сечение которого имеет форму, максимально повторяющую форму поперечного сечения данной полости.

Формирователь потока 4 может быть изготовлен из различных (по электрическим и магнитным свойствам) материалов, однако наиболее целесообразно отдать предпочтение немагнитным токонепроводящим материалам, например пластмассам. Данное обстоятельство объясняется тем, что использование магнитных материалов приводит к увеличению коэффициента магнитного рассеяния лобовых частей обмоток, а токопроводящего - к увеличению потерь на вихревые токи в формирователе. Кроме того, материал формирователя должен быть устойчив к возможному разрушающему воздействию со стороны хладагента.

Устройство функционирует следующим образом.

В процессе работы электрической машины в образованных внутри корпуса статора полостях циркулирует хладагент. Формирователь потока 4 хладагента, заполняющий пространство внутри головок секций лобовых частей обмоток, направляет поток хладагента вдоль боковых поверхностей головок и увеличивает скорость движения потока, улучшая условия охлаждения обмоток.

Таким образом, введение формирователя потока, перекрывающего пространство внутри головок секций лобовых частей обмоток, привело к увеличению скорости движения потока хладагента вдоль их боковых поверхностей и, следовательно, к улучшению условий теплообмена элементов статора и повышению надежности их работы.

Благодаря высокой надежности работы тепловыделяющих элементов статора, обеспечиваемой достаточной эффективностью их охлаждения, изобретение может быть наиболее предпочтительным при проектировании электрических машин широкого назначения.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании электрических машин с интенсивным охлаждением статора. Предлагаемое устройство содержит корпус (1), внутри которого сформирована герметизированная полость с циркулирующим внутри нее нагнетаемым через переходники хладагентом, в которой установлен магнитопровод (2) и обмотки (3). В полости, ограниченной внутренними поверхностями головок секций лобовых частей обмоток (3) установлен формирователь потока (4), представляющий собой замкнутый сплошной тор, поперечное сечение которого имеет форму, максимально повторяющую форму поперечного сечения данной полости. В процессе работы электрической машины в образованных внутри корпуса статора полостях циркулирует хладагент. Формирователь потока (4) хладагента, заполняющий пространство внутри головок секций лобовых частей обмоток, направляет поток хладагента вдоль их боковых поверхностей, улучшая условия охлаждения. Технический результат, достигаемый при использовании данного изобретения, состоит в том, что благодаря введению формирователя потока (4) обеспечивается увеличение скорости движения потока хладагента вдоль боковых поверхностей секций лобовых частей обмоток статора и, следовательно, улучшаются условия теплообмена элементов статора и повышается надежность их работы и электрической машины в целом. 1 ил.

Статор электрической машины, содержащий корпус, внутри которого сформированы герметизированные полости, в которых размещены магнитопровод и секции обмоток, отличающийся тем, что в полости, ограниченной внутренними поверхностями головок секций лобовых частей обмоток, установлен формирователь потока хладагента, циркулирующего внутри герметизированных полостей, выполненный в виде тора, форма поперечного сечения которого максимально приближена к форме поперечного сечения данной полости.