Электрическая машина Советский патент 1988 года по МПК H02K1/20 H02K9/04 

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано при производстве электрических машин,

Целью изобретения является повышение надежности нагрузочной способности электрической машины за счет интенсификации отвода тепловыделени от наиболее напряженных в тепловом отношении элементов.

На фиг, 1 изображен статор жид- костно-заполненной машины, поперечный разрез; на фиг, 2 - разв ертка сердечника статора с указанием на- правления движения жидкости в каналах; на фиг, 3 - пример выполнения пазовых клиньев в виде стержней со сквозными ориентированными пористыми каналами; на фиг, А - стержень, поперечный разрез.

Электрическая машина содержит сердечник 1 с уложенной в пазы обмо ки 2, установленные в аксиальных каналах стержни 3 со сквозными ори- ентированными пористыми каналами из материапа с высокой теплопроводностью, В примере выполнения пазовых клиньев в виде стержней со сквозными ориентированными пористыми кана- лами они представляют собой профили с сечением, аналогичным сечению пазового клина i. В теле стержня может быть выполнено до 100 отверстий диаметром от 0,05 до 3-4 мм.

Увеличение теплопроводности с помощью стержней достигается за счет значитепьного увеличения внутренней поверхности теплообмена.

Расчеты показывают, что если от- верстий будет 100, то общая внутренняя поверхность возрастает в 10 раз, а если 1000 - то в 32 раза. Эти стержни можно деформировать, придавая им форму змеевиков, не опа саясь, что каналы в каком-то месте сомкнутся.

Использование стержней со сквозными ориентированными пористыми каналами целесообразно во всех случа- ях, где имеется малый подогрев хладагента при довольно значительных расходах.

При этом эффективность использования этих стержней в электрической машине может быть значительно повышена. Так в капиллярах скорость движения может быть увеличена в десятк раз при непосредственном воздействи

на капилляры ультразвуковых колебаний, возиикаюощх при работе машины.

Устройство работает следующим образом.

Вращающимся ротором вследствие вязкостного трения индуцируется направленное движение жидкости. Перед выступающими частями стержней, направленных встречно движению жидкости, образуется зона повышенного давления, а перед противоположными концами стержней, направленных по ходу жидкости, создается зона разрежения в результате под действием п ерепа- да давления жидкость перемешается в аксиальном направлении по стержню. Чередование стержней с выступающими концами, повернутыми встречно и по ходу вращения жидкости, создает тангенциально-аксиальное движение жидкости в каналах.

Аналогично описанному могут быть установлены стержни со сквозными ориентированными каналами в теле сердечника в специально выштампован ных отверстиях, а также в пазах ротора в качестве коротко замкнутой обмотки с выступающими в зону лобовых частей концов стержней, направленных по касательной к окружности ротора.

В качестве возможных вариантов могут быть предложены конструктивные исполнения жидкостно-заполнен- ных электрических машин со стержнями в виде описанных ориентированных каналов, помещенных между спинкой статора и корпусом (внутренние теплообменники или выходящих через корпус во внешнюю среду (внешний теплообменник),

С целью уменьшения гидравлического сопротивления стенки ориентированных каналов могут содержать тонкий поверхностный слой из полимера, нанесенного химическим методом (толщина нескольких микрон), обладающего высокой адгезией к металлическим стенкам канала и низкой адгезией к охлаждающей жидкости,

Также с целью уменьшения гидравлического сопротивления каналов и вращающихся частей жидкость, заполняющая полость электрической машины может содержать добавку полимера.

Предлагаемые технические решения наряду с увеличением поверхности теплопередачи за счет ориентированных каналов позволяю уменьшить их

гидравлическое сопротивление, что в результате увеличивает суммарный коэффициент теплопередачи без существенного увеличения гидравлических потерь.

Таким обраэсЗм, использование изоретения позволяет интенсифицировать охлаждение электрических машин с непосредственным охлаждением путем повышения интенсивности теплоотвода к внутренним каналам стержней и организации тангенциально-аксиальной циркуляции жидкости без применения нагнетательных устройств не усложняя технологию и не увеличивая габариты машины.

Формула изобретения 20

-

I, Электрическая машина с непосредственным охлаждением, включающая статор с сердечником и обмоткой, закрепленной в пазах клиньями, ро тор с магнитопроводом и короткозамк- нутой обмоткой и расположенные по меньшей мере в одном из указанных элементов аксиальные каналы, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и нагрузочной способности за счет интенсификации отвода тепловыделений от наиболее напряженных в тепловом отношении элементов, в аксиальных каналах установлены выполненные из ма10

15

25

я 20

, - 30

35

териала с высокой теплопроводностью стержни, имеюсцие сквозные ориентированные пористые каналы и выступающие из торцовых зон части, причем выступающие части одного и того же стержня отогнуты в тангенциальном направлении в противоположные стороны.

2.Машина по п. 1,отличающая с я тем, что концы соседних по окружности стержней отогнуты в противоположных направлениях.

3.Мащина попп. 1и2, отличающаяся тем, что стержни со сквозными ориентированными пористыми каналами установлены в пазах сердечника статора между обмоткой и клином.

Д. Машина попп. 1и2, отличающаяся тем, что клинья в пазах статора выполнены в виде стержней со сквозными ориентированными пористыми каналами, изолированными от железа статора электроизоляционными прокладками.

5,Машина по пп, 1 - 4, о т л и - чающаяся тем, что коротко- замкнутая обмотка ротора выполнена из стержней со сквозными ориентированными пористыми каналами.

6.Машина попп. 1-4, отличающаяся тем, что, с целью удобства установки в паз, стержни выполнены разъемными из двух или более частей.

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано при производстве электрических машин. Цель изобретения состоит в повышении надежности и нагрузочной способности электрической машины за счет интенсификации отвода тепловьщелений от наиболее напряженных в тепловом отношении элементов. Электрическая машина содержит статор с сердечником 1, ротор и расположенные по меньшей мере в одном из указанных элементов аксиальные каналы. В аксиальных каналах статора или ротора машины с непосредственным охлаждением установлены стержни 3, имеющие сквозные ориентированные пористые каналы и выполненные из материала с высокой теплопроводностью, а выступающие концы одного и того же стержня изогнуты относительно друг друга на 180 . Благодаря этому заполняющий внутреннюю полость машины хладагент увлекается вращаю1цимся ротором и перед выступающими частями стержней, направленных встречно движению хладагента, образуется зона повышенного давления, а перед противоположными концами стержней, направленных по ходу хладагента, создается зона разряжения. В результате под действием перепада давления хладагент перемещается в аксиальном направлении по стержню. 5 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л со CD СХ) оо Фиг1

Д:

е:

Inf

.2

Фиг.з

щиг.