Способ охлаждения закрытой электрической машины и закрытая электрическая машина Советский патент 1989 года по МПК H02K9/19 

Изобретение.относится к электромашиностроению и может быть использовано в закрытых электрических машинах с жидкостным охлаждением.

Цель изобретения - повышение эффективности ох-паждения закрытой электрической машины в условиях переменных

нагрузок и частоты вращения вала путем применения охлаждающей магнитной жидкости.

На чертеже изображена закрытая электрическая машина, в которой реализован предлагаемый способ охлаяздения.

3150831

Способ охлаждения закрытой электрической машины состоит в заполнении каналов ротора закрытой электрической машины магнитной жидкостью и перемещение ее в каналах путем воздействи я на нее магнитным потоком закрытой электрической машины. При повышении температуры охлаждающей магнитной жидкости, узел возбуждения дополнитель- |Q ного магнитного поля подключают к источнику постоянного напряжения и воздействуют на охлаждающую магнитную жидкость в напорном винтовом канале дополнительным постоянным магнитным 15 потоком, перед данным воздействием на жидкость последнюю предварительно охлаждают в теплообменном канале вентилятора-теплообменника. При одновременном повышении температуры охлаждаю-о щей магнитной жидкости и снижении час- готы вращения вала узел возбуждения дополнительного магнитного поля подключают к источнику переменного насиальные каналы 5 ротора 4 соединены с одной стороны с каналом 9, а с другой - с каналом 10 полости 7 вала 6. Сообщающиеся между собой полость 7 вала 6, .теплообменный канал 14, напорный винтовой канал 13 и каналы 5 ротора 4 образуют замкнутую : систему охлаждения, заполненную охлаждающей магнитной жидкостью 16, - О На корпусе ,1 неподвижно размещен узел 17 возбуждения дополнительного магнитного поля, охватывающий по пе- риметру напорный винтовой канал 13 вентилятора-теплообменника 12. Узел 17 возбуждения дополнительного поля подключен к блоку 18 управления, связанному с питающей сетью, причем его первый управляющий вход подключен к выходу первого узла 19 сравнения текущего б. и заданного ©j значений температуры, охлаждающей жидкости, а второй управляющий вход подключен к выходу логического элемента И 20,

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения состоит в повышении эффективности охлаждения закрытой электрической машины в условиях переменных нагрузок и частот вращения вала. Способ охлаждения закрытой электрической машины состоит в заполнении каналов ротора магнитной жидкостью и перемещении ее в каналах путем воздействия на нее магнитным потоком закрытой электрической машины. При повышении температуры охлаждающей магнитной жидкости узел возбуждения дополнительного магнитного поля подключают к источнику постоянного напряжения и воздействуют на охлаждающую магнитную жидкость в напорном винтовом канале дополнительным постоянным магнитным потоком, перед данным воздействием на жидкость последнюю предварительно охлаждают в теплообменном канале вентилятора-теплообменника. При одновременном повышении температуры охлаждающей магнитной жидкости и снижении частоты вращения вала узел возбуждения дополнительного магнитного поля подключают к источнику переменного напряжения и воздействуют на предварительно охлажденную магнитную жидкость вращающимся дополнительным магнитным потоком. Частоту вращения дополнительного магнитного потока выбирают пропорциональной величине снижения частоты вращения вала, а направление его вращения принимают встречным направлению вращения вала. За счет воздействия дополнительным магнитным потоком на охлаждающую жидкость увеличивается интенсивность ее циркуляции в замкнутом контуре охлаждения закрытой электрической машины. 2 с.и. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

пряжения и воздействуют на предвари- 25 первый вход которого соединен с выхо

тельно охлажденную магнитную жидкость вращающимся дополнительным магнитным поток ом. Частоту вращения дополнительного магнитного потока выбирают пропорциональной величине снижения час- тоты вращения вала, а направление его вращения принимают встречным направлению вращения вала. За счет воздействия дополнительным магнитным потоком на охлаждающую жидкость увеличивается интенсивность ее циркуляции в замкнутом контуре охлаждения закрытой электрической машины.

Закрытая электрическая машина, в которой реализован предлагаемый способ охлаждения состоит из корпуса 1, снабженного ребрами 2, статора 3, ротора 4, содержащего в периферийной части скошенные в тангенциальном направлении аксиальные каналы 5, каж- дый из которых связан с полостью вала радиальными каналами, вала 6 с полостью 7, в которой размещена трубчатая разделительная вставка 8, разделяющая полость 7 на два коаксиальных канала 9 и 10 и установленная в полости 7 с помощью центрирующих шайб

11,полого вентилятора-теплообменника

12,состоящего из напорного винтового канала 13 и связанного с ним теп- лообменного канала 14, снабженного воздухонаправляющим оребрением 15.

Напорный винтовой канал 13, теплообменный канал 14, а также ак

5

0

0

5

0

5

дом первого узла 19 сравнения, а второй вход - с вьпсодом второго узла 21 сравнения текущего u) и заданного to 3 значений частоты вращения вала закрытой электрической машины.

Входы первого 19 и второго 20 узлов сравнения подключены соответственно к вькоду датчика 22 температуры охлаждающей магнитной жидкости 16 и вькоду датчика 23 частоты вращения вала 6. Вентилятор-теплообменник 12 снабжен воздухонаправляющим кожухом 24, установленным на валу 6 подвижно на подшипнике 25ц содержащим на внутренней поверхности воздухонаправ- ляющие ребра 26 и ферромагнитную кольцевую .вставку 27, размещеннзпо в зоне узла возбуждения дополнительного магнитного поля.

Закрытая электрическая машина ра-. ботает следующим образом.

В процессе работы закрытой электрической машины ее рабочий магнитный поток воздействует на охлаждающую магнитную жидкость в скошенных в тангенциальном направлении аксиальных каналах ротора, что обеспечивает необходимую циркуляцию охлавдакицей магнитной ткидкости в замкнутом контуре охлаждения и теплообменник с окружающей средой в теплообменном канале вентилятора-теплообменника.

При возрастании тепловых потерь температура охлаждающей магнитной

жидкости возрастает, что приводит к ухудшению ее магнитных свойств, и, следовательно, к снижению объемных пондеромоторных сил, воздействующих на нее в аксиальных каналах ротора. Интенсивность циркуляции охлаждающей магнитной жидкости в замкнутом контуре охлаждения снижается, теплообмен с ркружакяцей средой ухудшается и ю температура закрытой электрической машины, а следовательно, и охлаждай- щей магнитной жидкости повьштается. При перегреве охлаждающей магнитной жидкости выше заданного уровня на вы- 5 ходе первого узла сравнения возникает сигнал, который поступает на первый управляющий вход блока управленияi который обеспечивает подключение узла возбуждения дополнительного маг- 20 нитного поля к источнику постоянного напряжения, размещенному в блоке управления .

Дополнительным постоянным магнитным полем воздействуют на охлаждаю 25 щую магнитную жидкость в напорном винтовом канале, при этом ее предварительно охлаждают в теплообменном канале вентилятора-теплообменника, что восстанавливает ее магнитные ЗО свойства. В результате указанного воздействия дополнительным постоянным магнитным полем на охлаждающую магнитную жидкость интенсивность ее циркуляции в замкнутом контзфе охлаждения увеличивается, что обеспечивает

снижение температуры закрытой электрической машины и при достижении температурой охлаждающей магнитной жидкости заданного значения указанное дд

воздействие прекращают.

При сочетании ;значительных тепловых потерь в закрытой электрической машины и низкой частоты врдщения ее вала на выходах обоих узлов сравне- j ния появляются сигналы, которые поступают на оба входа логического элемента и на его выходе появляется управляющий сигнал, который поступает в блок управления. В этом случае узел 50 ополнительного магнитного поля подключает к источнику переменного тока, асположенному в блоке управления, ричем выходные параметры упомянутого сточника обеспечивают возбуждение г узлом дополнительного вращающегося агнитного потока заданной напряженности с частотой вращения, пропорди- , нальной величщ1е отклонения теку35

5 0

5 О

д

j 0 ,

5

щего значения частоты вращения вала от заданного значения, в направлении встречном направлению вращения вала.

Указанным вращающимся дополнительным магнитным полем воздействуют на охлаждающую магнитную жидкость в напорном винтовом канале, предварительно охлажденную в теплообменном канале, что обеспечивает необходимое увеличение интенсивности циркуляции охлаждающей жидкости. Вращающимся дополнительным магнитным полем воздействуют также на ферромагнитную кольцевую вставку воздухонаправляющего кожуха, что приводит последний во вращательное движение в направлении, встречном направлению вращения вала и тем самым увеличивает подачу охлаждающего воздуха воздухонаправля- ющими ребрами к теплообменной поверхности канала вентилятора-теплообменника.

Совокупность указанных признаков обеспечивает необходимую интенсивность теплообмена закрытой электрической машины с окружающей средой в условиях резкоперёменных нагрузок и широком диапазоне частоты вращения вала.

Формула изобретения

3

повышения эффективности охлаждения в условиях переменных нагрузок и частоты вращения вала путем применен}1я охлаждающей магнитной жидкости, на внешней стороне корпуса установлен неподвижно узел возбуждения дополнительного магнитного поля, а на валу вентилятор-теплообменник с кожухом, по меньшей мере часть полости вентилятора-теплообменника имеет форму винтового канала, расположенного внутри узла возбуждения дополнительного магнитного поля.

У t

г

fff