Охлаждаемый жидкостью ротор магнитоэлектрической машины Советский патент 1986 года по МПК H02K9/19 

1

Изобрете гше относится к э-пектром шиностроеиию, в частггости к высоко- использовamibnv f lгнитоэлектрнческим маш1-гнам,

Цель изобретения - улучшение охлаждения.

Иа фиг. показан предлагаемый ротор магнитоэлектрнческой машины, продольный разрез; на фиг,2 - то же поперечный разрезу на фиг«3 н 4 - варианты торцовой зоны ротора магнитоэлектрической машины, продольный разрез; на фиг. 5 -ротор с гглоскими раслорн ыь и вставками между мйгнкта- МИ; аксонометрнческая проекция; на фиг, 6 и 7 - ротор с но.цачей хладагета 4ei ie3 рап.нальиые дозирующие каналы riGjfa T l секторных полюсов, продольны и нонеречил 1Й разрезы соо ветстпетю,

Н;;1 Ч итопроводя11 не полюса 1 сектоного н рпфиля скреплены с немагннтнь

ог|;ним из 1-13г естных способов, : . носпед.ством выстуноя 3 в :iac rO4Ki-V ia хвоста ( фиг , 1 оио.амительно при К рен- валу tTOC.pc-дством стержней Д,

на;11л; - е;) сва тетпплх, с установленными на валу ,овымн немап итными дис- В г пездах, образованных по- зоалом и дисками, устано}злены iiajib i.o намагничен1- ые приз -1атн иосто г И ые магниты 6, которые яются от неремещения на пери- 1т.;;индр1-гче( кой бочког: 7 poi opa o;oiL ; - i ; е :;а :ислен;.гые 2j;ei- 3 iT;. :/i-i :)отора и содсркащей соедв- ;- о:(;;:,у собой маглнтоноовоцяи ие

jiioca -;

та иге

удсп;:;

ферм.;

riei-iHbj ,;: -fo:(;;:, 8 и : э;-1а ;и II ров

от i CJiOOH; р; оо ; ъ; и HpiiriC iii it-Kifi технологин H li OTOTJj iein-n Hcxiiioca I 1 магнитО11рнвод;1ии С согг- ен : : 8 ь огу г оыть - ыгюлнеиы как ь ассип- ными, и г:мХ1 |1;.;аины ;и I, ;13ображеи ii HXTonaiHii H i зап гант: .

/|Я оргализаиии напраллепиого аод- 1Юда жи.) к.иадйгсггга к местам тет,ло5имд,елеи1 Я г(рр),у{:мотрено исно:т- 1епис , у1,И1-;атдяй сшп емы о;чла,;кде-2

5

п виде каналов и нолостел, располагаемых на гранидах сонряжени т актиБ1-тых элементов ротора, чтобы избежать ослабления наиболее к и ружет- - ных сгчений,

К соответствии с указги ;-;ы Ч5 в од- нo из вариантов магниты вьтол5тены из двух частей, разделенных /фуг от друга в аксиа;пя:ом напранлени -; с образованием между ними нроме/:;утков 2 , а нротиволежа цие иь участки полюсов выполнены заниженны н1 но наружной по- верхност И до уровня внешних кромок прямоугО ЛЬ 1ЫХ OTBepcTHii для размещения аксиа.льных стержней, что нриводит к образованию дугообразных канавок 3 в теле полюсов ,, 11ерифер 1йные участки промежуттсов 12 и канавки 13 в сово- куннссти образуют центральную коль- 0 девук полость, ограниченную сверху вн-утренней новерхность О и сооб- ит.ающуюся с магистральным зсаналом г ид- росистемы в юлом валу посредством одног О нес1(:1,льких лознрующи::-.: pa- i днаоТ1: ных каналов 14, Эти. кана,пы з уг- jiOBOM направлении расположены в пределах уномянутьж нромежз/тгсов между маг1П)тами Внемштие градиелтты стержней А выь О1Н ены вогнутыми в резуль- 0 тате чего образованы аксиа.яьные ка- наль) 15, сообщающиеся с дентрал;зной коль; евой полостью и. отк15Ь:Тые на тор- д,ах оотора под короткозамьжающими

кол1: ;1ами.. I

-В тех вариантах конст 5укиии, г-де

короткозам 1 каю цие кольн,а :;аз ;е1це Г )1 ,::;я кс льнег5ьк KO}K;o,TjT,i;bix } яасткгх i6 бочки ((Ьнт .З);, Б н.1следп;;х -янолпяют радиально ориентнро занпые нроходы 17

д,ия д,остаБки жи.дкости на iniyTpeinme У(лзе зхности короткозаьп:1ка;о;цнх ко,лед, (.aia5;xeH;ibie открь ть М1-1 с :чи) нодг утГГ:ИИ;.:м;; 1 ; , Н 13ед СТ; Ь, УПСПИ ЧИ

г ухие ак(:на,;гьные ка.1;алы для г фсхода :s. ;aj.i,, г;:;,: ) при :JTOM К11е; ление ; оротг::оз;; ;ы|::а 0 1;их KOJIC H ocyniec 1 йлено МО сред с TI ужесточепн 1:х Санда;кных .c .ijifri с . борта;--11 19. то и иосл-эдппх 1.5ЫНОоН яются соотвсТсч вумщие чсох:) отперстия 20 рЬиг-,: ,

Лт я нск.лючения. аксиальн(я-о ciinir- Г П lar iiH rtjo ; 5едусматр;п:ае ся , с у|1енек на a:iy (, и . (Ьи:а;;о,П)едночтителыи: 1 5 ирс -1еку ; ках 5 i ;,: ь соиду ;/uнитa 1li разь е1:;л ; ;:, плоские распорнь ц истав1сн,не еи аи;1: ие ;адиаль- ому персмео( Ж1 ;и остн i n.j-HTpajjbiiyiQ KOjH,некую тголость и ;:к;л)3пог-;у ;JDOXO

ny жидкости по о ружности этой полости. Тлкогту требованию наиболее полно удовлетворяют вставки 21 коробчатого профиля с радиально ориентированной внутренней полостью 22 и прорезями 23 в периферийных концах тангенциально ориентированных стеной (фиг. 5) .

В некотороых вариантах роторов пр меньшей механической нагруженности может оказаться целесообразным угловое расположение радиальных дозирующих каналов вала в зонах секторных полюсов. В этом случае разделенными на две части и оставленными друг от друга в аксиальном направлении вьшол няются не магниты, а полюса с образованием между ними промежутков 24,

стабильность которых обеспечена местными утолщениями 25 стержней 4

.(фиг,6 и 7). При этом для образования центральной кольцевой полости дугообразные канавки 26 должны быть выполнены в теле магнитов.

При работе магнитоэлектрической машины жидкость струями выбрасывается из вращающегося полого вала через радиальные каналы в промежутки между магнитами на внутреннюю поверхность бочки, объединяясь в централь- ной кольцевой полости в единый круговой поток, отстающий во вращении от ротора. Внутренний уровень жидкости по мере накопления ее в кольцевой полости понижается до аксиальных стержней в полюсах, после чего он стабилизируется, так как жидкость начинает расходоваться параллельными ветвями одновременно через все аксиальные каналы 15 избыточной пропускной спо- собности, автоматически распределяясь между ними равными долями. Проходя по этим каналам в направлении обоих торцов ротора сквозь полюса, жидкость отводит тепловые потери в прилегающих к ним полюсных наконечниках, а затем выбрасьшается под действием центробежных сил на внутреннюю поверхность короткозамыкающих колец и далее на периферию, осуществляя таким образом непосредственное охлаждение короткозамкнутой обмотки, В предлагаемом роторе обеспечена бесперебойная доставка жидкости к местам тепловыделения при автомати- ческом разделении ее суммарного расхода, подаваемого через малое число

5

и О 15- 20

25 зо , о

3824

Д1.1зирующих каналов, на значительно большее число направленных в обе стороны ротора параллельных ветвей, равное удвоенному числу полюсов. Организация прохождения жидкости именно сквозь активную зону ротора и ее подвод собственно к поверхностям теплообмена изнутри обуславливают интенсивный теплоотвод поверхностных потерь в полюсных наконечниках н непосредственное охлаждение меди коротко- замкнутой обмотки. Эффективное охлаждение определяет повьппение КПД магни- тоэлейтрической машины, использутрщей предлагаемый ротор, по сравнению с теми машинами, где применены роторы известных конструкций.

Формула изобретения

Охлаждаемый жидкостью ротор магнитоэлектрической машины, содержащий по-) лый вал, бочку с консолями и стержневой обмоткой с коротко замыкающими кольцами, размещенными на консолях, закрепленные в торцовьпс дисках аксиальные стержни и активные элементы, выполненные в виде чередую- цихся тангенциально намагниченных MartmTOB, удерживаемых от перемещения бочкой, и установленных своими основаниями в валу полюсов, в отверстиях которых размещены упомянутые аксиальные стержни, отличаю- щ и и с я тем, что с целью улучшения охлаждения, одни из одноименных активных элементов выполнены из цвук. частей, разделенных в аксиальном направлении, а другие имеют на наружной поверхности дугообразные канавки, углубленшзге до уровня отверстий полюсов, на наружных поверхностях акси- алышх стержней на всю длину выполнены корытообразные углубления, образу- продольные каналы, а на валу напротив разделенньпс активт1 х элементов выполнены дозирующие радиальные каналы для подачи охлаждающей жидкости.

2, Ротор по п,1, отличаю-, щ и и с я тем, что короткозамыкающие кольца имеют глухие аксиальные каналы, сообщающиеся при помощи радиальных отверстий, выполненных в консолях бочки, с упомянутыми продольными каналами аксиальных стержней.

Фиг. 1

иг. 2

16

А

Фие.З

19

17

15

фиг.

Изобретение относится к ротору магнитоэлектрической машины, охлаждаемому жидкостью. Для организации направленного нодвода жидкого хладагента к местам тепловыделения предусмотрено выполнение коммуникаций системы охлаждения в виде каналов и полостей, располагаемых на границах сопряжений активных элементов ротора. Организация прохождения жидкости именно сквозь активн то зону ротора и ее подвод собственно к поверхности теплообмена изнутри обуславливает интенсивный теплоотвод поверхностных потерь в полюсных наконечниках ротора и непосредственное охлаждение меди его обмотки, 1 з.п.ф-лы, 7 ил. I (Л ю со ел 00

11

12

i

тшшт

3 2|jJJJJiLliiili

25

ё П

itie

Фиг.й

Редактор il.

Заказ 3096/ 7Тирсж 631Подписное

НМИМПН Государст1ип1; ог(.) кс) -а -ета СССР ПС делам изобротешпг т- г; крьггий N303, Москил, Ж-3:1, ) лпп., д, 4 / 5