Электрическая машина Советский патент 1991 года по МПК H02K9/20 

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано при разработке электрических машин, асинхронных двигателей и двигателей постоянного тока, работающих в условиях повышенного тепловыделения в роторе (якоре), преимущественно в электрических машинах закрытого исполнения. Предлагаемое устройство может быть также использовано во взрывозащищенных ко- роткозамкнутых электродвигателях, работающих в продолжительном режиме работы.

Целью изобретения является расширение области применения при обеспечении эффективной работы на всех режимах при любой ориентации машины относительно горизонта земли.

На фиг.1 изображена электрическая машина на примере закрытого обдуваемого электродвигателя, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1.

Электромашина имеет статор с обмотками, установленный в сребренном корпусе со щитом 1 и 2, и ротор 3, установленный на валу 4, в осевом канале которого расположены трубки 5 с отверстиями 6 для прохода охлаждающей жидкости, нагнетаемой насосом, расположенным на вентиляторе-теплообменнике 7. При помощи радиальных отверстий полость вала ротора сообщается с внутренней полостью вентилятора, герметично посаженного на один из торцов вала электродвигателя. Следует отметить, что несущий диск 8 вентилятора может быть выполнен заодно целое с валом 4, например, методом сварки, горячей посадки. Насос для подачи жидкости в полость вала 4 выполнен в виде эластичной перемычки 9, за- крепленной на несущем диске 8 вентилятора, и роликов 10, установленных на щите 1. Наружные и внутренние части

О

NJ

О

U1 00

о

перемычки 9 соединены с Г-образными трубками 5 для подачи жидкости во внутренний осевой канал вала. При этом трубки 5 подсоединены к эластичным элементам только с одной стороны и образуют систему подачи теплоносителя непосредственно в пустотелый вал равномерно по всей его длине через отверстия 6.

Эластичная перемычка 9 имеет круглое сечение, выполнена, например, на основе дюритового шланга с армированием его стальными пружинистыми элементами. На несущем диске 8 вентилятора располагается по окружности несколько таких перемы- чек, в зависимости от необходимого количества охлаждающей жидкости. Пара роликов 10 поочередно плотно прижата к перемычке 9, сжимая ее в- процессе перекачки жидкости. Теплота, отобранная от ротора, благодаря обкатке и сжатию роликами эластичной перемычки 9 и организации перекачки жидкости переносится этой жидкостью из внутреннего контура вала в вентилятор-теплообменник, откуда передается в наружный контур путем теплопровод- ности, где происходит охлаждение поверхности и лопаток вентилятора воздухом, нагнетаемым через входное отверстие в кожухе 11, После этого воздух направляется на обдув ребер станины 12, Такое охлаждение приводит к резкому снижению температуры ротора и обмоток статора (по данным опытов на 20-25°С), что повышает надежность электромашины в эксплуатации. При этом в предлагаемой конструкции электромашины дополнительно обеспечивается снижение температуры подшипниковых узлов 13 и 14 на 25-30°С, что позволяет получить экономический эффект в народном хозяйстве за счет увеличения межремонтных периодов двигате лей.

Достоинством предлагаемой электромашины по сравнению с прототипом является то, что охлаждение через вал происходит при вращении ротора и при любой ориентации оси машины относительно горизонта земли. Эффективное охлаждение ротора осуществляется при несколько большем, чем 1/2 по объему полостей вала и вентилятора заполнения охлаждающей жидкостью. При работе электродвигателя вся жидкость, отобравшая теплоту от ротора, под действием центробежных сил расположена в полости вентилятора и охлаждается путем теплопередачи к лопаткам 15 и хорошо вентилируемым поверхностям вентилятора, Затем охлажденная жидкость направляется при помощи насоса (8-10) снова в полость вала, где частично

вскипает и, отбирая теплоту, самотоком поступает в указанную зону охлаждения. Расчет подтверждает, что теплота в роторе отводится практически на всех режимах работы машины, в том числе после остановки

ротора при коротком замыкании до отключения электродвигателя. В этом случае теплота полностью поглотится жидкостью за счет повышения ее температуры до допустимого предела.

В результате применения в опытной машине описанного высокоэффективного охлаждения нагрев активных частей снизился на 20-25°С, что привело, кроме увеличения ресурса работы, к росту коэффициента полезного действия в среднем на 0,4%.

Формула изобретения Электрическая машина преимущественно закрытого исполнения с жидкостноиспарительным охлаждением, содержащая статор с обмоткой, подшипниковые щиты и ротор с пустотелым валом, на одном конце которого установлен вентилятор-теплообменник с несущим диском и полостью,сообщающейся с полостью вала, и насос с напорным элементом, отличающаяся тем, что, с целью расширения области применения при обеспечении эффективной работы на всех режимах при любой

ориентации машины относительно горизонта земли, напорный элемент насоса выполнен в виде установленных снаружи в кольцевой полости несущего диска вентилятора по меньшей мере двух полукруглых

эластичных трубчатых перемычек, входные и выходные концы которых герметично закреплены в теле диска и помещены внутри полости вентилятора-теплообменника, а выходные концы перемычек соединены с

Г-образными трубками, установленными в полостях вентилятора и вала, имеющими на участках, расположенных в вале, отверстия для выхода жидкости, а на подшипниковом щите, обращенном к вентилятору-теплообменнику, установлена пара роликов с обеспечением периодического сжатия ими перемычек в процессе перекачки охлаждающей жидкости, гтри этом для правого вращения предназначена одна перемычка, для

левого-другая,

; 3

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения в расширении области применения при обеспечении эффективности работы на всех режимах при любой ориентации машины относительно горизонта земли. Электрическая машина содержит статор, подшипниковые щиты, ротор 3 с полым валом 4 и вентилятором 7, и насос с напорным элементом. Благодаря тому, что напорный элемент выполнен в виде эластичных трубчатых перемычек 9, которые периодически сжимаются парой роликов 10 для перекачки охлаждающей жидкости, обеспечивается достижение поставленной цели. 4 ил.

А-А

Забор жидкости из полости пустотелого вентиля/пора - теплообменника

ЮМ. 8Л

w

ФигМ Редактор Т. Куркова

1 Направление раще/шв йентилятора- | теплообменника -ttacoca

. Выход жидкости . 8 пустотелый Јал

Составитель Л. Карцева

Техред М.Моргентал

Корректор А. Ос

6-6

Фиг.З

Корректор А. Осауленко