Ротор электрической машины Советский патент 1986 года по МПК H02K9/20 H02K3/51 

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано для охлаждения роторов электрических машин (ЭМ),

Цель изобретения - расширение об- ласти применения непосредственного испарительного охлаждения.

На фиг, 1 представлен предлагаемый ротор коллекторной ЭВМ; на фиг.2 то, же, сечение;- на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. А - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг, 5 - узел I на фиг. 1; на фиг. 6 - узел II на фиг.1

Ротор коллекторной ЭМ состоит из обмотки 1 якоря, сердечника 2 якоря, вала 3, коллектора 4, переднего 5 и заднего 6 обмоткодержателей кольце- вьк ТТ 7 и 8, установленных со сторо ны передних и задних лобов.ьпс частей обмотки якоря. Корпус ТТ выполнен .составным из двух частей. Наружная часть 9 этих ТТ, представляющая собой полые цилиндры П-образной формы, выполнена из диэлектрического материала, например алундовой керамики. Для обеспечения теплоотвода в части 9 ТТ установлены Т- или Г-образные пластины 10 из теплопроводящего материала, например меди. Пластины 10 расположены равномерно по радиусу в осевом направлении и имеют наружную короткую выступающую 11 и внутреннюю удлиненную 12 части. В наружной части 11 для подсоединения пластин к проводникам обмотки якоря имеются пазы 13. Подсоединение пластин 10 ТТ к коллектору 4 осуществляется с помощью nepeji bmeK

14,а соединение ТТ 8 с проводниками обмотки якоря производится скобами

15.Все соединения осуществляются

с помощью пайки. Внутренние насти 16 .ТТ 7 и 8, представляющие собой полые цилиндры П-образной формы, вьтолнены из теплопроводящего материала, например меди. Использование конкретных материалов для пластин 10 и части 16 зависит от типа используемого хладагента. Для подвода хладагента к тепловой трубе 8 в части 16 имеется отверстие 17 с резьбой, в котором с целью обеспечения герметичности внутренней полости ТТ установлен винт 18. Введение хладагента во внутреннюю .полость ТТ 7 осуществляется через отверстие 19 с помощью трубки 20. Для обеспечения герметичности внут- ренней полости служит винт 21. Так как корпусы ТТ вьтолнены составными, :герметиза1щя внутренней полости ТТ

5 0 5 о

5

0

5

0

обеспечивается путем пайки мест стыка выступающей части 11 пластин 10 со стенкой 9, внутренней 16 и внешней 9 частей. Для этого на материал, из которого выполняется часть 9, в местах вышеуказанных стыков наносится слой серебра, Внутренняя поверхность части 9 и пластин 10 образуют испарительную зону ТТ. При работе ЭМ под нагрузкой введенный в ТТ через отверстие 17 хладагент распределяется тонким слоем на испарительной зоне. Образующиеся от источников тепловыделения, лобовых частей обмотки якоря, тепловые потоки проходящие через, обмоткодержатели, наружные стенки .ТТ, соединительные скобы и пластины 10, вызывают нагрев хлад- агента и его испарение. Пары хладагента конденсируются на внутренней поверхности стенки 16 (конденсаторная зона), а образовавшаяся жидкость под действием центроб.ежных сил возвращается на внутреннюю поверхность стенки 9, Теплоотвод от конденсаторной зоны ТТ осуществляется аксиальным потоком воздуха с помощью ребер 22 и элемен.тов крепления (обмоткодержателей, втулки, сердечника якоря) , соприкасающихся с внутренней частью 16. Наиболее удобно устанавливать коаксиальные ТТ в области лобовых частей обмотки ротора, но такие же ТТ можно устанавливать между отдельными частями сердечника ротора при распределении его на участки. Крепление ТТ на втулке сердечника якоря осуществляется С по- |мощью кольцевых выступов 23 на внутренних частях 16 ТТ.

Процесс сборки ротора коллекторной ЭМ осуществляется следующим образом.

Сначала собирается коллектор на BTyjjKe. и сердечник якоря с обмот- кодержателями и коаксиальными ТТ на втулке сердечника. После запрессовки сердечника якоря и установки упорного кольца втулка якоря устанавливается на вал якоря. В ТТ со стороны пе-г реднего обмоткодержателя вводится трубка для подвода хладагента и в выступающую часть 11 пластин 10 впаиваются пластины для соединения с петушками коллектора. Затем на валу якоря устанавливается коллектор на втулке, укладывается обмотка якоря, устанавливаются скобы 15 со стороны

задних лобовых частей и производится пайка всех соединений

Применение коаксиальных ТТ, введение в их корпусе участка из диэлектрического материала, установка в этом участке пластин из теплопроводя щего материала, изолированных между собой и соединенных с токоведущими частями ротора, дает возможность расширить область применения непосредст венного испарительного охлаждения, так как предложенная конструкция может быть применена; для различной формы проводников обмотки ротора, в том числе и для подразделенных про- водников, а также для улучшения охлаждения, в частности, коллектора дл коллекторной ЭМ. В результате использования предложенной конструкции ротора может быть снижена температура токоведущих частей ротора, и повьше- ны электромагнитные нагрузки ЭМ. В первом случае повьшается срок службы ЭМ, а также КПД ЭМ вследствие снижения температуры обмотки ротора, а следовательно, и величины потерь в ней. Во втором случае улучшаются массогабаритные показатели ЭМ, так как может быть повышена можность ЭМ в результате повьппения плотности тока в проводниках обмотки якоря при сохранении расхода активных материалов.

Таким образом, использование пред- ложенной конструкции ротора с ТТ позволяет улучшить технико-эксплуатаци

, о 0 5

онные свойства ЭМ как общепр.омьшшен- ного, так и специального назначения.

Все детали и элементы, из которых состоит предложенная конструкция ротора, освоены отечественной промышленностью, поэтому не требуется дополнительных затрат и значительного изменения технологии при изготовлении ЭМ. Предлагаемая конструкция ротора может быть использована для машин как постоянного, так и переменного тока.

Формула изобретения

Ротор электрической машины с испарительным охлаждением, содержащий сер- ;дечник, токоведущие части, вал и тепловые трубы, о тличающий- с я тем, что, с целью расширения области применения, тепловые трубы выполнены в виде обмоткодержателей и имеют форму полых колец, состоящих из двух частей, наружная из которых выполнена из диэлектрического материала, преимущественно алундовой керамики, имеет П-образную форму в поперечном сечении и установленные ра- диапьно на наружной поверхности в осевом направлении пластины из теп- лопроводящего материала, преимущественно меди, изолированные между собой и соединенные с токоведущими частями, а внутренняя выполнена с ореб- рением.

/ 75 3 2

LLL / /

JIMyVfyMlu

л-л

Фиг.З

Б-Б

ФилЛ

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения состоит в расширении области применения непосредственного испарительного ох- лаждения. Ротор электрической машины с испарительным охлаждением содержит обмотку и вьтолненные в виде обмотко- держателей коаксиальные тепловые трубы (ТТ). Корпус ТТ выполнен из двух частей. Наружная часть 9 имеет П-об- разную форму в поперечном сечении и радиальные теплопроводящие изолированные между собой пластины 10. Внут- реняя часть 16 выполнена с оребре- кием 22 и обеспечивает конденсацию хладагента, а наружная обеспечивает испарение хладагента, нагревающегося от источников тепловьщеления. Такое вьшолнение ТТ обеспечивает их применение для различной формы проводников обмотки. 6 ил. i (Л 22. 1C ел ч «VI ел м ui.2

фи9.5

(.6