Бескорпусная электрическая машина Советский патент 1992 года по МПК H02K9/08 

Фиг.1

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к электрическим машинам с многоструйным газовым охлаждением и в первую очередь - к асинхронным электрическим машинам, выполняемым, как правило, с относительно небольшим радиальным зазором между ротором и статором.

Цель изобретения - улучшение охлаждения электрической машины.

На фиг.1 представлена бескорпусная электрическая машина с замкнутой системой охлаждения и нагнетательной вентиляцией, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Бескорпусная электрическая машина с многоструйным газовым охлаждением содержит ротор 1 с вентиляторами 2 на валу 3, статор 4, кожух 5 газонаправляющий с водяным газоохладителем б и щиты торцевые газонаправляющие внутренние 7 и наружные 8. Шихтованный из штампованных листов или сегментов сердечник статора 4 собран из отдельных пакетов 9, между которыми путём установки дистанционных распорок 10 образованы радиальные вентиляционные каналы 11. В запрессованном состоянии сердечник статора 4 удерживается торцевыми кольцами 12 с отверстиями 13 для прохода охлаждающего газа и аксиальными стяжками 14, имеющими П-образный профиль и связанными, например, электросваркой с торцевыми кольцами 12, пакетами 9 сердечника статора 4 и дистанционными распорками 10. При этом П-образные стяжки 14 установлены так, что своими торцами они с трех сторон охватывают отверстия 13 в торцевых кольцах 12, а боковыми сторонами уложены на наружную поверхность сердечника статора 4, образуя таким образом аксиальные вентиляционные каналы 15,

В радиальных вентиляционных каналах 11 дистанционные распорки 10 образуют секторы 16 и 17, причем секторы 16 через аксиальные вентиляционные каналы 15, отверстия 13 в торцевых кольцах 12 и решетки лобовых частей обмотки статора 1.8 соединены с зонами 19 у вентиляторов 2, а секторы 17 через в одяной газоохладитель 6, окна

20в кожухе газонаправляющем 5 и пространства между торцевыми щитами газонаправляющими 7 и 8 соединены с зонами

21у вентиляторов 2.

При работе бескорпусной электрической машины вентиляторы 2, вращаясь с ротором 1, создают в зонах 19 избыточное давление охлаждающего газа, откуда он (движение газа на фиг.1 и 2 показано стрелками), охлаждая торцевые части ротора 1 и

статора 4, в том числе лобовые части обмотки статора 18, попадает через отверстия 13 в торцевых кольцах 12 в аксиальные вентиляционные каналы 15, а из них - в секторы

16 радиальных вентиляционных каналов 11. Охлаждая пакеты 9 сердечника статора 4 и пазовые части обмотки статора 18, газ выходит в радиальный зазор между статором 4 и ротором 1, где, растекаясь в тангенциаль0 ных направлениях, охлаждает сердечник и обмотку ротора 1. Из радиального зазора между ротором 1 и статором 4 охлаждающий газ попадает в секторы 17 радиальных вентиляционных каналов 11, охлаждает

5 здесь пазовые части обмотки статора 18 и пакеты 9 сердечника статора 4 и с периферии сердечника статора 4 поступает в газоохладитель б, а после него через окна 20 кожуха газонаправляющего 5 и пространст0 ва между торцевыми щитами газонаправляющими 7 и 8 - в зоны 21, которые в данном случае являются зонами разрежения.

Ширина П-образных стяжек 14 равна пазовому делению статора 4 по наружной

5 поверхности его сердечника (фиг.2). Она может быть и больше пазового деления. Необходимым условием является лишь образование в радиальных вентиляционных каналах 11 секторов 16 и 17 путем сопряже0 ния боковых сторон П-образных стяжек 14с дистанционными распорками 10, причем эти распорки в радиальном направлении могут быть не только прямолинейными (фиг.2), но могут иметь и другую необходи5 мую форму.

В некоторых случаях, например,, при больших длинах ротора 1 и статора 4, для выравнивания перегревов по длине обмоток ротора и статора пакеты 9 сердечника

0 стадора 4 могут быть выполнены уменьшающимися по толщине от торцев к середине статора 4.

Бескорпусная электрическая машина легко может быть выполнена и с вытяжной

5 вентиляцией. В этом случае охлаждающий газ движется в направлении, обратном показанному стрелками на фиг.1 и 2, а зоны избыточного давления и разрежения меняются местами.

0

Возможно применение бескорпусной электрической машины с многоструйным га-, зовым охлаждением с нагнетательной или вытяжной вентиляцией, по замкнутой сис5 теме с охлаждением циркулирующего в машине охлаждеющего газа в газовом охладителе, например, типа воздух - воздух; по разомкнутой системе без газоохладителя с забором охлаждающего газа (в данном случае воздуха) из окружающей среды и выбросом его из машины в окружающую среду

и т.д....,

Предлагаемая бескорпусная элекЧрй ческая машина обеспечивает высокую эффективность охлаждения статора и ротора электрической машины, в первую очередь зубцовых зон сердечников статора и ротора и пазовых частей обмоток статора и ротора, за счет подачи к этим наиболее нагретым элементам машины охлаждающего газа по множеству параллельных путей по длине и окружности статора с небольшим его предварительным подогревом, малое аэродинамическое сопротивление на участках сердечника статора и радиального зазора между статором и ротором, поскольку вентиляционный тракт здесь состоит из указанного множества параллельных путей, что позволяет использовать низконапорные вентиляторы, снижает потери на вентиляцию увеличивает КПД электрической машины.

Формула изобретения

Бескорпусная электрическая машина, содержащая газоохладители, роторе размещенными с противоположных сторон лопаточными вентиляторами, статор с шихтованным из листов сердечником, разделенным дистанционными распорками на пакеты, стянутые торцевыми кольцами и размещенными с внешней стороны сердечника, скрепленными с ним и с торцевыми кольцами аксиальными стяжками, расположенными равномерно по окружности, отличающаяся тем, что, с целью улучшения охлаждения, упомянутые стяжки выполнены П-образной формы, открытой частью об- ращены к сердечнику и торцам с образованием аксиальных каналов, а упомянутые каналы и пространство между стяжками соединены с зонами по разные стороны лопаток вентилятора.

Изобретение относится к электромашиностроению. Целью изобретения является улучшение охлаждения. При вращении ротора 1 вентиляторы создают зоны нагнетания 4 и разрежения 5. Сердечник статора 6 собран из пакетов 7 с радиальными каналами 9 между ними. Сердечник запрессован с помощью торцовых колец 10 с отверстиями 11 для прохода охлаждающего газа и аксиальных стяжек 12, имеющих П-образную форму. Изобретение обеспечивает малое аэродинамическое сопротивление что увеличивает КПД эл. машины и улучшает эффективность охлаждения: 2 ил.

п

13

76