Электрическая машина Советский патент 1991 года по МПК H02K5/18 

Изобретение относится к электротехнике, преимущественно к электрическим двигателям переменного тока закрытого обдуваемого исполнения малой и средней мощностей.

Целью изобретения является улучшение теплопередачи при снижении материалоемкости.

На фиг. 1 изображен предлагаемый двигатель, продольный разрез; на фиг. 2 - статор двигателя, поперечный разрез; на фиг. 3 - аксонометрическое изображение статора со схемой вентиляции (направление движения охлаждающего воздуха показано стрелками).

Наружная система охлаждения статора электрической машины включает в себя вентилятор 1, установленный на валу 2 ротора, кожух 3 вентилятора с защитной решеткой, состыкованный с коробчатыми воздуховодами 4, расположенными на приливах 5, горизонтально-вертикально ориентированные на статоре игольчатые элементы охлаждения 6. образованные в процессе заливки расплавом алюминия магнитопровода на

наружной поверхности цилиндров 7 и на стержнях 8, расположенных в канавках отпрессованного из измельченных отходов электротехнической стали ярма 9 При этом игольчатые элементы охлаждения 6 ориентированы в плоскости поперечного сечения статора в горизонтально-вертикальном направлении (для возможности изготовления из расплава алюминия в четыречразъемной форме), а воздуховоды 4 установлены в зонах соприкосновения горизонтальных и вертикальных игольчатых элементов охлаждения 6

Воздуховоды 4 имеют в боковых стенках, обращенных к ярму, по всему периметру окна 10 для выхода воздуха в тангенциальном направлении (показано стрелками) в сторону охлаждающих игольчатых элементов бив щель 11 между отогнутым козырьком 12 воздуховода 4 и задним подшипниковым щитом 13

Статор электрической машины содержит зубцовую зону из круглых стальных пластин, выштампованных из стальной ленты, в которой зубцы 14 соединены тонкими перемычО

00

о о

со

ками 15., Ширина этих перемычек в радиальном направлении составляет 6-8 толщин ленты. Пакет из круглых пластин с зубцами 14 снаружи охватывает и скрепляет в монолит весь магнитопровод ярма 9, отпрессованного из смеси железного порошка (30-40% по отношению к массе ярма) и металлических волокон (70-60%), имеющих перед опрессовкой вид чешуек. Такие чешуйки получают путем распыла расплава в специальном устройстве отходов электротехнической стали.

Отпрессованное ярмо 9 состоит из двух одинаковых половинок, на каждой из которых выполнен кольцевой буртик 16, выступающий за пределы осевой длины пакета пластин (см. фиг. 1). Внутренний диаметр ярма 9 равен наружному диаметру пластин с зубцами 14, а внутренний диаметр кольцевых буртиков 16 на 1,0-1,5 мм больше диаметра, образованного по дну паза этих пластин. При помощи буртиков 16 пакет круглых пластин с зубцами 14 удерживается от перемещения в осевом направлении, когда он впрессован внутрь ярма, скреплен двумя его половинками и зафиксирован в сжатом состоянии скобами 17. Скобы 17 установлены в продольных канавках и углублениях на наружных поверхностях и торцах ярма 9 (см. фиг. 1 и 2).

В пазы магнитопровода между зубцами 14 уложена обмотка 18. Пример сборки и изготовления проиллюстрирован для асинхронного электродвигателя переменного тока типа серии 4А. Технология включает изготовление из смеси ферромагнитных элементов двух половинок ярма с буртиками в специальной пресс-форме, пазово-зубцовой зоны путем выштамповки из стальной ленты круглых пластин с зубцами 14 и тонкими перемычками 15 между ними, сборку пазово- зубцовой зоны с ярмом 9.

При этом пластины с зубцами 14 набирают в пакет требуемой длины на цилиндрическую оправку (на фиг. условно не показано), имеющую на своей поверхности продольные выступы (по числу пазов статора). Перед монтажом круглых пластин с зубцами 14 вначале на цилиндрическую оправку надевают одну половинку ярма. При этом буртики 16 удерживают пакет пластин с зубцами 14 в спрессованном состоянии. После этого составной магнитопровод обливают расплавом алюминия, образуют цилиндры 7, стержни 8 и охлаждающие элементы 6. Затем на приливах 5 устанавливают воздуховоды 4 и вентиляторный кожух 3.

Замена традиционных продольных ребер охлаждения в наружной аксиальной системе

игольчатыми элементами, расположенными в шахматном порядке, и коробчатых воздуховодов для тангенциального направления воздуха позволяет более эффективно охлаждать статор, обеспечить практически равномерное распределение температуры в обмотке при значительном снижении дорогостоящего алюминия и экономии электротехнической стали.

С точки зрения аэродинамики в предлагаемой системе отсутствует эффект удара

закрученного вентилятором потока воздуха с ребра на входе в межреберные каналы. Игольчатые элементы с этой точки зрения обтекаются закрученным потоком в тангенциальном направлении без потери кинетической энергии потока. Замена ребер на

0 игольчатые элементы позволяет также, подбирая их оптимальную геометрию и шаг расположения при компоновке их в шахматном порядке, сообщить потоку воздуха, выходящего из-под кожуха вентилятора, необ5 ходимую степень турбулентности, являющуюся оптимальной для каждой конкретной электрической машины.

Формула изобретения

0 Электрическая машина преимущественно переменного тока малой и средней мощностей, содержащая магнитопровод статора с-обмоткой, на поверхности которого расположены продольные канавки, имеющие в сечении вид ласточкина хвоста, с разме5 щенными в них алюминиевыми стержнями, переходящими в ребра охлаждения, а с торцов эти стержни связаны монолитными кольцами с выточками под посадку щитов, отличающаяся тем, что, с целью улучшения теплопередачи при снижении материалоемкости, стержни размещены на наружной поверхности отпрессованного из измельченных стальных отходов ярма магнитопровода, причем на наружной поверхности стержней и торцовых цилиндрических элементов рас5 положены группы чередующихся вертикальных и горизонтальных игольчатых элементов охлаждения, между которыми установлены коробчатые воздуховоды с окнами в боковых стенках, обращенными к игольчатым элементам.

0

/2C

ч ЧУЧХУУХХ.

У

аУФФФФ Ф Ф Ф

. . ; . . : I :. Л ..- . V .. ХЧЧУчУ

. fr « «e .

Tr/////}////

/jvssssrtzzz

73

w

П Ґ 7

/ /

A 3

ч ЧУЧХУУХХ.

УХХХАА ЧХУ

:. Л ..- . V .. ХЧЧУчУ

. fr « «e .

Tr/////}////

: v- :.-:.: :-yli

ИТПТМТТТ1Т1

СП

oo a

2 to

IJ.IIIIIIIIIIM MI и инппммпГ

Фиг/

14

15

П

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения состоит в улучшении теплопередачи при снижении материалоемкости. Электрическая машина содержит магнитопровод статора с алюминиевыми стержнями, переходящими в ребра охлаждения. Благодаря тому, что на наружной поверхности стержней и торцовых цилиндрических элементов расположены группы чередующихся вертикальных и горизонтальных игольчатых элементов 6 охлаждения, между которыми установлены коробчатые воздуховоды 4 с окнами 10 в боковых стенках, обращенными к игольчатым элементам, обеспечивается достижение поставленной цели 3 ил