Явнополюсная электрическая машина Советский патент 1984 года по МПК H02K9/19 

Изобретение относится, к электромашиностроению , в частности к конструкции синхронных явнополюсных электрических машин.

Известна электрическая машина с пдлным непосредственным водяным охлалодением, в которой для охлаждения обмот1$и статора в стержне обмотки часть проводников выполнена полыми, для охлаждения обмотки ротора катушка возбуждения изготовлена из полого проводника, и кроме того, водой охлаждаются сердечник статора и нажимные плиты сердечника статора tl 3. .

Недостатком конструкции является необходимость осуществить наряду с водяным охлаждением также и принудительное воздушное для снятия потерь с поверхности полюсов и демпферной клетки, что усложняет общую конструк.цию машины, приводит к увеличению потерь в ней и, следовательно, к снижению КЦД.

Известна также явнополюсная электрическая машина с непосредственным водяным охлаждением статорной и роторной обмоток, содержащая шихтованные из сегментов полюса ротора с аксиальными трубками, по которым циркулирует хладагент, и демпферные стержни t2 D.

Однако трубки внутри сердечников полюсов не имеют соприкосновения с воздухом, вместе с тем даже при полном водяном охлаждении, как показывает опыт, есть необходимость в отводе тепла из вояпушного объема внутри машины.

Целью изобретения является повышение эффективностиохлаждения и снижение потерь на вентиляцию. .

Указанная цель достигается тем, что в явнополюсной электрической машине с непосредственным водяным охлаждением статорной и роторной обмоток , содержащей шихтовайные из сегментов полюса ротора с аксиальными трубками, по которым циркулирует хладагент, и демпферные стержни, в полюсах ротора выполнены радиальные карманы открытые со стороны зазора неущу ротором и статдром, доходящие по глубине до трубок.

Карманы чередуются с двух противоположных относительно аксиальной оси сторон полюса..

На демпферных стержнях, выходящих в карманы, установлены дистанционные шайбы толщиной, равной аксиальной ширине карманов.

На фиг. 1 показана часть явнополюной электрической машины, продольный разрезу на фиг. 2 - полюс ротора явнополюсной электрической машины, вид Сверхуi на фиг. 3 - то же, аксонометрическая проекция; на фиг. 4 сегмент сердечника полюса; на фиг. 5 - сегмент сердечника полюса с вырезом для кармана.

Полюс ротора содержит шихтованньй из стальных сегментов сердечник 1, стянутый посредством массивных нажимных щек 2. Полюс несет на себе катушку обмотки возбуждения 3 и демпферные стержни 4, соединенные между собой демпферными сегментами 5. В теле сердечника полюса проходят в аксиальном направлении трубки 6, по которым протекает озспаядающая сердечник полюса вода .В сердечниках 1 по-г люсов выполнены радиальные карманы 7 открытые в зазор между ротором и ста тором. Эти карманы выполнены глубиной, достигающей водоохлаждаемых аксиальных трубок 6 в теле сердечника 1. Карманы могут быть образованы при сборке сердечника из сегментов не- , скольких, минимум двух, позиций. Форма карманов может быть различной, она зависит от реальных размеров сердечника 1 полюса и мест расположения аксиальных водоохлаждаемых трубок 6. Для того, чтобы сохранитЙ плоскую форму карманов и предотвратить распрессовку сердечников в зоне их вьтолнения, на. стяжные шпильки

.и демпф1грные стержни, попадающие в площадь карманов, установлены дистанционные шайбы 8 толщиной, равной аксиальному размеру кармана.

На фиг. 4 и 5 показаны примеры позиций двух сегментов полюса - основной 9 и вспомогательной 10 с вырезом по форме кармана по одну сторону от оси сегмента. Путем периодического чередования сегментов той и другой позиций собирается сердечник с плоскими карманами, открытыми к наружной, обращенной к статору, поверхности полюса. При повороте сегментов вспотюгательной позиции 10 на 180 карман образуется то по одну, то по другую сторону оси полюса. При этом становится возможным соби-

рать сердечник полюса с чередованием положения карманов в аксиальном направлении.

В процессе .работы машины воздух, попадающий в карман 7 на наружной поверхности полюсов, обращенной к воздушному зазору машины и статору, входит в соприкосновение с водооххгаждаемыми трубками 6 и охлаждается. Это охлаждение весьма интенсивно, так как скорость движения воздуха относительно трубок достаточно велика и достигает половины окружной частоты вращения ротора. Размещая карманы на поверхности п олюсов с определенным шагом, можно добиться Л эффективного охлаждения воздуха в машине и тем самым более эффективного охлаждения тех частей машины, которые не имеют.непосредственного водяного охлаждения, а отдают вьще-ляющиеся в них потери в окружающий воздух. Это может касаться и активных частей машины, например, сердечника статора в машинах,где непосредственно водой охлаждается только обмотка статора, а потери из сердечника статора отводятся в обмотку через ее изоляцию.

Изобретение обеспечивает охлазцдение воздуха внутри электрической машины, что повышает эффективность охлаждения, а также позволяет отказаться от принудительного воздушного охлаждения, снижая потери на венти, ляцию.

1. ЯВНОПОПЮСНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШНА с непосредственным водяным охлазкдением CTaTopHotjr и роторной обмоток, содержащая шихтованные из 8 7 /..Л.;...У V nVfJfJVfJ n --у ( сегментов полюса ротора с аксиальными трубками, по которьм циркулирует хладагент, и демпферные стержни, о т л и ч 9 ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения и снижения потерь на вентиля- цию, в полюсах ротора выполнены радиальные, карманы, открытые со стороны зазора между ротором и статором, доходя1Щ е по глубине до трубок. 2.Мавина по п.1, oтличa юlц а я с я тем, что упомянутые Kapiiaны чередуются с двух противоположных относительно аксиальной оси сторон полюса. 3.Машина по пп. 1 и 2, о т л иS ч а ю щ а я с я тем, что на демпферных стержнях, выходящих в карманы, установлены дистанционные шайбы толщиной, равней аксиальной ширине карманов. Фие,