Закрытая электрическая машина Советский патент 1983 года по МПК H02K9/19 

Изобретение относится к охлаждению электрических машин, в частности к электрическим машийам закрытого исполнения. Известны закрытые электрические машины с воздушным охлаждением путем циркуляции внутреннего воздуха машины через охладитель на наружной поверхности корпуса, электромагнитный зазор и вентиляционные каналы в активных частях 1. Недостатком такой конструкции является сравнительно низкая эффективность охлаждения из-за низкой удельной теплоемкости воздуха. Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является конструкция электрической машины, в которой для охлаждения обмотки статора применяется непроводяшая ферромагнитная жидкость 2. Недостатками известной машины являются повышение величины суммарного электромагнитного зазора, складываюшегося из толшины перегородки и зазора между ротором и перегородкой, низкая эффективность охлаждения машины в связи с отсутствием замкнутой циркуляции охлаждающей жидкости через активные части машины и изза низкого теплосъема с пазовой части обмотки сгатора и поверхности ротора. Целью изобретения является интенсификация о.члаждения всех элементов электрической машины. Поставленная цель достигается тем, что закрытая электрическая машина, на валу ротора которой расположен вентилятор, за|ю:1нена непроводяшей магнитной жидкостью, температура точки Кюри которой на 15-20° С ниже допустимой температуры нагрева обмоток, и машина снабжена теплообменником, выполненным, например, из тепловых труб, который располагается в лобовой части со стороны вентилятора. Это обуславливает возникновение эффекта тормомагнитной .циркуляции в результате последовательных процессов потери магнитных свойств при нагревании выше точки Кюри жидкости, в зазоре между ротором и статором, и восстановление магнитных свойств жидкости при ее охлаждении. На фиг. 1 изображена закрытая электрическая машина; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1. Электрическая машина состоит из пакета статора 1, обмотки 2 статора, ротора 3, станины 4, теплообменника 5 с тепловыми трубами 6, снабженными ребрами 7, вентилятора 8, кожуха 9, пазов 10, каналов 11, вала 12, подшипниковых шитов 13 и 14, подшипников 15 и 16 и магнитного уплотнения 17, состояшего из магнитов 18, полюсных наконечников с концентраторами 19 поля, магнитонепроводяшей шайбы 20. Магнитная жидкость, заполняющая внутреннюю полость 21 и 22 электрической ма- шины, а также зазор 23 между ротором 3 и пакетом статора 1, подбирается таким образом, чтобы точка Кюри была на 15-20°С ниже допустимой температуры обмотки, Кроме того, магнитная жидкость должна иметь в качестве жидкой основы любые смазочные масла для обеспечения удовлетворительной работы подшипников 15 и 16. При подаче питания на обмотку 2 статора, магнитная жидкость, находящаяся внутри зазора 23, разогревается, приближаясь к точке Кюри, а следовательно, теряет свои магнитные свойства и не может удержаться электрическим полем в зазоре 23. Нагретая жидкость выталкивается в по лость 21, а более холодная жидкость, которая сохраняет свои магнитные свойства, под действием электрического поля затягивается в зазор 23 из полости 22. Жидкость из полости 21 попадает в полость 22 через пазы 10 и межтрубное пространство теплообменника 5. В полости 22 жидкость охлаждается, обмениваясь теплом с трубами 6, и восстанавливает свои магнитные свойства, завершая- таким образом цикл охлаждения. Высокие теплофизические свойства магнитных жидкостей (по сравнению с воздухом) позволяют существенно повысить интенсивность теплооб.мена внутри электрической машины, и тем самым, эффективность системы охлаждения. Магнитная жидкость, находящаяся в зазоре 23, способствует уменьшению потерь магнитного потока, так как ее относительная магнитная проницаемость выше, чем, например, воздуха. Применение для интенсификации охлаждения магнитной жидкости позволяет также создать надежное уплотнение вала 12 в месте подшипниковых щитов 13 и 14 герметичных электрических машин. В настоящее время имеются образцы асинхронных двигателей на базе двигателей марки 4AI80M2, в которых в качестве хладагента применена ферромагнитная жидкость На основе масла марки ХВ 12-18, дисперсная фаза - феррит с температурой точки Кюри 110°С.

ZQ

Фиг2

ЗАКРЫТАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА, имеющая ротор с обмоткой, на валу которого расположен вентилятор, статор, включающий обмотку с лобовыми частями и размещенный в полости мащины хладагент в виде непроводящей магнитной жидкости, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации охлаждения, она снабжена теплообменником, расположенным со стороны вентилятора в зоне лобовых частей обмоток, а магнитная жидкость имеет температуру точки Кюри ниже допустимой температуры нагрева обмоток на 15-20°С.