Электродвигатель Советский патент 1988 года по МПК H02K9/19 

П 1

«.

(Л

00

Од

ел ю сд

а

1Н

1

Изобретение относится к области герметичных электрических машин, при- меняемык в качестве привода механизмов в ядерной энергетике, химической и нефтяной промьшшенности для работы с различными опасными для окружающей среды и активными веществами, и касается усовершенствования системы охлаждения электродвигателя,

Цель изобретения- повьшение экс - плуатационной надежности путем улуч- шения теплоотвода.

На фиг.1 представлен электродвигатель (стрелками обозначено движение жидкости в статоре); на фиг.2 - то же,с наложенными условно роликами, занимаюшзнми мгновенное положение при вращении электромагнитного поля статора с угловой скоростью w ,поперечное сечение по статору (О - ось, электродвигателя. О, - ось кольцевого канала в передней торцовой шайбе, Oj - ось кольцевого канала в задней торцовой шайбе).

Электродвигатель содержит статор 1, герметизированный защитной гильзой 2 и заполненный диэлектрической жидкостью. В корпусе статора на подшипниках установлен ротор 3. Пакет 4 статорного железа набран из штампованных профилей (фиг.2) и скреплен передней 5 и задней 6 торцовыми шайбами. Статорная .обмотка 7 уложена в пазах железа статора и через каналы (не показаны) в торцовых шайбах выведена в лобовые полости 8 и 9 статора. В пазах статорного железа (фиг.2) установлены трапецеидальные клинья 10, вьтолненные полыми, гнутыми из листового материала с образованием осевых каналов 11 (фиг.1, пунктир). В торцовых шайбах 5 и 6 выполнены кольцевые каналы 12 и 13, в которых установлены тела качения - ролики 14. Кольцевые каналы соединены отверстиями 15 и 16 с полостями клиньев 10 и отверстиями 17 и 18 - с лобовыми полостями статора. Оси кольцевых каналов смещены относительно оси статора и относительно друг друга с образованием угла в 9Q (фиг.2). На фигуре 2 условно показано мгновенное положение роликов, движущихся при вращении электромагнитного поля статора в кольцевом канале с осью О . При этом за счет изменения расстояния между роликами при их движении в кольцевом канале с угловой скоро- .

13

10

15

20

52562

стью OU слева от плоскости 00.,, образуется полость нагнетания кольцевого канала, а справа от плоскости 00.,- полость всасьшания. Аналогично образуются полости для другого кольцевого канала с осью Oj, только повернутые на 90°. Так как изменение расстояний между роликами описьшается синусоидой, сдвиг на 90° полостей нагнетания и всасьшания кольцевых каналов 12 и 13 позволяет получить в осевьк каналах 11 клиньев 10 направленное движение жидкости: в половине каналов от лобовой полости 8 к полости 9, а в другой половине каналов- наоборот от полости 9 к полости 8. Перегородки 19 и 20 в лобовых полостях позволяют организовать это движение в контур циркуляции с использованием каналов, в которых уложена обмотка статора (фиг. 1).

Электродвигатель работает следующим образом.

При включении в сеть переменного тока обмотки 7 статора 1 в нем образуется вращающееся магнитное поле, Магнитный поток замыкается через воз- душньй зазор между пакетом 4 железа статора и ротором 3, пересекая защитную гильзу 2, индуцирует в обмотке ротора 3 (не показана) электродвижущую силу. Под действием вращающегося электромагнитного поля ротор 3 приводится во вращение, преобразуя электрическую энергию в механическую. При этом потери электрической энергии приводят к разогреву деталей электродвигателя. Пересекающее защитную гильзу 2 вращающееся магнитное поле индуцирует в ней электрический ток, потери из-за которого достигают 10-20% полезной мощности электродвигателя, что приводит к увеличенному разогреву гильзы.

Вращающееся магнитное поле приводит в движение ролики 14, которые, .

25

30

35

40

45

вращаясь вокруг своих осей, катятся по кольцевым каналам 12 и 13 в торцовых шайбах 5 и 6. Синхрон 1ая скорость вращения осей роликов 12 вокруг оси О электродвигателя равна w- скорости вращения магнитного поля. В результате того, что оси кольцевых каналов 12 и 13 (о, и 0, фиг.2) смещены относительно оси О вращения магнитного поля, линейная скорость движения роликов в кольцевых каналах зависит от радиуса от оси О и изменяется от максимума до минимума. В результате ролики 14 при движении в каналах 12 и 13 то сдвигаются на минимальных радиусах относительно оси О, то раздвигаются (фиг. 2) . Изменяющийся объем полости кольцевого канала 12 или 13 между роликами 14 приводит к всасыванию и (в соответствунщей зоне) нагнетанию диэлектрической жидкости, заполняющей полость статора 1. Под действием описанного насосного эффекта роликов 14 жидкость из лобовой полости 8 через отверстия 17 поступает в зону всасьшания кольцевого канала 13, затем в зоне нагнетания этого канала через отверстия 15 жидкость поступает в осевые каналы 11 клиньев 10. При этом за счет смещения на угол 90 оси кольцевого канала 12 осевые каналы 11 выходят через отверстия 16 в зону его всасьшания, перемещаемая роликами 14 по кольцевому каналу 12 жидкость выталкивается через отверстия 18 в лобовую пОлость 9 в зоне на-25 вых частей обмотки статора, в пазах гнетания кольцевого канала 12.

которого установлены трапецеидальные клинья, отличающийся тем, что, с целью повьшения эксплуатационной надежности путем улучшения теплоотвода, трапецеидальные клинья вьшолнены полыми, преимущественно гнутыми из листового материала, а торцовые шайбы выполнены с кол цевыми каналами, оси которых смещеПерегородки 19 и 20 разделяют лобовые полости 8 и 9 на зоны повьш1ен- ного и пониженного давления, соот- 30 ветствукнцие зонам нагнетания и всасывания кольцевых каналов 12 и 13. Под действием созданных перепадов давления заполняющая статор 1 диэлектрическая жидкость усиленно циркулирует, 35 ны относительно оси статора и относикоторого установлены трапецеидальные клинья, отличающийся тем, что, с целью повьшения эксплуатационной надежности путем улучшения теплоотвода, трапецеидальные клинья вьшолнены полыми, преимущественно гнутыми из листового материала, а торцовые шайбы выполнены с кольцевыми каналами, оси которых смещеснимая тепло с защитной гильзы 2 и обмотки статора 7. Отвод тепла от жидкости осуществляют известным способом, например охлаяодением наружного корпуса статора 1.

Таким образом, за счет усиленной циркуляции жидкости в полости статора, прокачки ее через наиболее нагретые поверхности улучшается тепло-

тельно друг друга с образованием угла в , и которые соединены отверстиями с полостями клиньев и с полостями лобовых частей обмотки, и 40 в указанных каналах размещены тела качения, а в полостях лобовых частей установлены продольные перегородки, образующие контур циркуляции диэлектрической жидкости.

отвод от наиболее теплонапряженных деталей, причем наличие укрепляющих защитную гильзу 2 клиньев 10 улучшает теплоотвод благодаря прокачке через каналы 11 жидкости, что повышает надежность охлаждения гильзы и надежность работы электродвигателя.

Использование изобретения позволяет значительно снизить теплонапря- женность защитной гильзЫ статора герметичного электродвигателя без увеличения его габаритов или создания систем принудительной циркуляции.жидкости через полости статора.

Формула изобретения

Электродвигатель, содержащий статор с пакетом, стянутым торцовыми , шайбами и отделенным от ротора скрепленной пакетом защитной гильзой, образующей заполненные диэлектрической жидкостью герметичные полости лобовых частей обмотки статора, в пазах

ны относительно оси статора и относикоторого установлены трапецеидальные клинья, отличающийся тем, что, с целью повьшения эксплуатационной надежности путем улучшения теплоотвода, трапецеидальные клинья вьшолнены полыми, преимущественно гнутыми из листового материала, а торцовые шайбы выполнены с кольцевыми каналами, оси которых смещетельно друг друга с образованием угла в , и которые соединены отверстиями с полостями клиньев и с полостями лобовых частей обмотки, и в указанных каналах размещены тела качения, а в полостях лобовых частей установлены продольные перегородки, образующие контур циркуляции диэлектрической жидкости.

19

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения состоит в повышении эксплуатационной надежности. Электродвигатель содержит статор 1с пазами, в которых расположены клинья 10, и торцовыми шайбами и герметично отдепякяцую статор от ротора гильзу 2. Благодаря тому, что клинья 10 выполнены полыми, а шайбы - с кольцевыми каналами, в которых расположены тела 14 качения, обеспечивается улучшение теплоотво- да, 2 ил.

Фиг. /