Устройство для вентиляции синхронных электродвигателей Советский патент 1961 года по МПК H02K9/06 

Известны устройства для вентиляции синхронных электродв1 гателей, у которых холодный воздух нагнетается в камеру между корпусом машины и спинкой статора и проходит через радиальные каналы и зазор машины в межполюсные каналы ротора.

В отличие от известного, с целью улучшения охлаждения машины, применен закрепленный на роторе центробежный вентилятор (вентиляционный компенсатор), предназначенный для компенсации прО|-иводействия ротора движению воздуха из статора, вследствие чего обеспечивается требуемая аэродинамическая характеристика вентиляционной сети. Для создания радиально-аксиального д вижения воздух-з в противоположных направлениях используются два вентиляционных компенсатора, расположенных по обоим торцам ротора. Для создания встречной аксиально-радиальной системы вентиляции используется один вентиляционный компенсатор, расположенный на одном из торцов ротора. В случае использования синхронного электродвигателя для приводов с маховиком, вентиляционный компенсатор расположен на внутренней торцовой стороне маховика и используется также для нагнетания воздуха в камеру между корпусом и спинкой статора. Вышеописанные устройства применяются в системах самовентиляции или принудительной вентиляции синхронных двигателей.

На фиг. 1 изображена схе.ма встречной радиальной системы вентиляции; на фиг. 2 - схема аксиально-радиальной встречной вентиляции; на фиг. 3 -. схема подачи воздуха в камеру корпуса статора при встречной принудительной вентиляции; на фиг. 4 - схема самовентилируюшейся машины со встречной аксиально-радиальной системой вентиляции и с высоконапорным вентилятором; на фиг. 5 - схема самовентилир тощейся машины со встречной аксиально-радиальной вентиляцией и с вентилятором, расположенным на маховике.

№ 144528 2

) ixffiM-- :-:

Для охлаждения синхронных электродвигателей как самовентилирующи;Хея, так ис Крийугц тельной подачей воздуха от постороннеговентилятора 1, располдж ннрго вне машины, применяются, главным образом, радиальная и аксиаДьно-радиальная системы вентиляции. При этом рхлаждающййвоздух юд действием давления, развиваемого напорными .элбме«тами -машины - вентиляторами и ротором 2, проходит через междуполюсные окна ротора и поступает из зазора в радиальные каналы статора 3 и далее на спинку статора, охлаждая сердечник и пазовую часть обмотки. Одновременно часть , выходящего из вентиляторов, охлаждает лобовые соединения 4 и также выходит на спинку статора. В тихоходных синхронных двигателях охлаждение, выполненное по такой схеме, недостаточно, поэтому обмогки перегреваются, а это приводит к преждевременному разрушению изоляции.

Для осуш.ествления более эффективного охлаждения холодный воздух поступает не с торцов .ротора, а со спинки статора.

При встречной подаче воздуха статор представляет собой распределенное сопротивление типа решетки, и воздух равномерно распределяется по всем каналам статора и движется в радиальном направлении к зазору машины. По выходе в зазор воздух равномерно закручивается полюсами ротора и под действием избыточного давления со стороны спинки статора входит в междуполюсные окна, откуда выбрасывается с двух сторон в помеш,ение или под шиты машины. При этом происходит уменьшение скорости вращения потока, и часть энергии закрутки используется для создания статического давления, действующего в направлении потока.

Для обеспечения устойчивости работы вентиляционной схемы и получения нормальной внешней аэродинамической характеристикивстречкая схема вентиляции выполнена в двух вариантах:

1)Встречная радиальная (фиг. 1), применяемая для длинных синхронных двигателей.

2)Встречная аксиально-радиальная (фиг. 2), применяемая для коротких синхронных двигателей.

В этих схемах воздух, подаваемый в камеру 5 корпуса статора, имеет статическое давление более высокое, чем статическое давление в зазоре. При выходе из статора поток разделяется на две струи; одна струя (аксиальная), через окна в стойке выходит в камеру лобовых соединений и далее попадает в междуполюсные окна; другая струя (радиальная), пройдя через радиальные каналы статора, поступает в зазор машины и междуполюсные окна. В данной схеме, как и в предыдущей, может быть частично использована закрутка потока воздуха на выходе. Подача воздуха в камеру корпуса статора в случае принудительной вентиляции показана на фиг. 3, в случае самовентиляции- на фиг. 4 и 5. Для обеспечения устойчивости работы схемы применены компенсаторы 6 напора ротора, представляющие собой закрепленные на роторе машины центробежные вентиляторы,

Для осуществления аксиально-радиальной схемы вентиляции фиг. 4, в случае самовентиляцни машины, основным напорным элементом является высоконапорный центробежный вентилятор 7 с загнутыми вперед лопатками и лопаточным направляющим аппаратом 8Е схеме на фиг. 5 основным напорным элементом является центробежный вентилятор 9, установленный на маховике 10. Вентилятор 9 создает разряжение, позволяюшее осушествить встречную аксиально-радиальную схему вентиляции.

Встречная аксиально-радиальная схема вентиляции обеспечивает лучшее, по сравнению с радиальной схемой, охлаждение обмотки ротора. При этом холодный воздух подается непосредственно к наиболее горячим поверхностям и более равномерно распределяется по радиальным каналам статора. Увеличиваются поверхности охлаждения за счет эффективного использования поверхности спинки статора и более равномерного распределения скоростей потока по поверхности пакетов сердечника внутри радиальных каналов статора. Увеличивается турбулентность потока воздуха в зазоре и лучше происходит заполнение воздухом междуполюсных окон.

При применении компенсаторов напора ротора мощность вентилятора расходуется только на повышение давления, относительно давления за ротором и, следовательно, для преодоления центробежных сил ротора не требуется ни повышения напора, ни увеличения мощности вентилятора. Более того, часть энергии закрученного воздуха преобразуется в статическое давление при раскрутке потока за компенсаторами напора.

Предложенное устройство для вентиляции прошло проверку и рекомендуется для внедрения.

Предмет изобретения

1.Устройство для вентиляции синхронных электродвигателей, у которых холодный воздух нагнетается в камеру между корпусом машины и спинкой статора и проходит через радиальные каналы и зазор машины в междуполюсные каналы ротора, отличающееся тем, что, с целью улучшения охлаждения машины, применен закрепленный на роторе центробежный вентилятор (вентиляционный компенсатор), предназначенный для компенсации противодействия ротора движению воздуха из статора, вследствие чего обеспечивается требуемая аэродинамическая характеристика вентиляционной сети.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что применены два расположеннь1х по обоим торцам ротора вентиляционных компенсатора, создающих радиально-аксиальное в противоположных направлениях движение воздуха (встречная радиальная система вентиляции).

3.Устройство по п. 1, отличающееся применением одного вентиляционного компенсатора, расположенного на одном из торцов ротора и создающего радиально-аксиальное в одном направлении движение воздуха (встречная аксиально-радиальная система вентиляции).

4.Устройство по пп. 1 и 3, предназначенное для приводов с маховиком, отличающееся тем, что вентиляционный компенсатор расположен на внутренней торцовой стороне маховика и используется также для нагнетания воздуха в камеру между корпусом и спинкой статора.

5.Применение устройства по пп. 1--4 в системах самовентиляции или принудительной вентиляции синхронных двигателей.

№ 141928

/ V

3

;/ /.

А.

ziT ZJirrrb

fuel

JL