Закрытая обдуваемая электрическая машина Советский патент 1992 года по МПК H02K17/16 H02K9/04 

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к системе охлаждения обдуваемого электродвигателя с аксиальными каналами в роторе.

Известна закрытая обдуваемая электрическая машина, содержащая корпус с аксиальными каналами, сердечник статора, обмотку статора с лобовыми частями, подшипниковые щиты, ротор с центробежными вентиляторами в торцовых частях и с аксиальными отверстиями и перегородки в торцовых частях ротора. ,

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является закрытая обдуваемая асинхронная электрическая машина, у которой ротор содержит магнитопровод, короткозамкнутую обмотку, короткозамыкающие кольца которой выполнены с концентрическими ребрами волнообразной формы, при этом магнитопровод и короткозамыкающие кольца выполнены с соосно расположенными аксиальными каналами и ребра выполнены

огибающими указанные каналы, причем участки ребер, огибающие каждый канал, расположены на разных торцах ротора и выполнены со смещением 180°. Кроме того, ротор снабжен радиальными лопатками, размещенными на наружной боковой поверхности указанных ребер.

Недостатком известной электрической машины является недостаточно высокая эффективность охлаждения внутри электрической машины.

Этот недостаток обусловлен тем, что радиальные лопатки размещены на наружной боковой поверхности концентрических ребер волнообразной формы или посередине между аксиальными каналами в роторе. Такое расположение лопаток образовывает над выступами наружных поверхностей ребер волнообразной формы, огибающих аксиальные каналы, между лопатками так называемую мертвую зону. В этой мертвой зоне образуется большое разряжение. А под этой огибающей поверхностью у вхо(Л

С

-ч

hO (Л GO hO

с

да в канал образуется избыточное давление, которое обеспечивает движение воздуха по этому каналу.

Так вот разряжение над огибающей поверхностью, так как воздуху неоткуда брать- ся, подсасывает воздух из зоны избыточного давления и этим уменьшает его и уменьшает интенсивность циркуляции воздуха и, следовательно, уменьшается эффективность охлаждения.

Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения.

Поставленная цель достигается тем, что в закрытой обдуваемой электрической машине, содержащей статор с обмоткой и лобовыми частями, подшипниковыми щиты и ротор со сквозными аксиальными каналами в магнитопроводе и короткозамкнутой обмоткой, на торцах которого расположены концентрические ребра волнообразной формы, которые выполнены огибающими указанные каналы, причем участки ребер, огибающие каждый канал, расположены на разных торцах ротора, выполнены со смещением на 180 и снабжены радиальными лопатками на наружной поверхности указанных ребер, радиальные лопатки расположены на выступах наружных поверхностей концентрических ребер волнообразной формы огибающих аксиальные каналы, а между радиальными лопатками расположенными на выступах наружных поверхностей ребер волнообразной формы, огибающих аксиальные каналы, расположены дополнительные радиальные лопатки с зазором относительно концентрических ребер волнообразной формы.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - ротор вид, сбоку; на фиг. 3 - то же, с противоположного торца.

Электрическая машина выполнена из статора 1 с ребрами, сердечника 2 статора, обмотки 3 статора с лобовыми частями. Ротор 4 электрической машины, установленный в подшипниковых щитах 5 и 6, снабжен короткозамыкающими кольцами 7 и 8 и вентилятором 9 наружного обдува. С обеих сторон ротора, в торцовых частях выполнены концентрические волнообразные ребра 10 и 11, которые огибают аксиальные каналы 12, причем выступы. 13 и впадины 14, огибающие каждый канал, расположены на разных торцах ротора и выполнены со смещением 180°, а на выступах 13 наружных поверхностей концентрических ребер волнообразной формы, огибающих аксиальные каналы 12, расположены радиальные лопатки 15. Между этими радиальными лопатками расположены промежуточные радиальные лопатки 16, которые выполнены с зазором 17 относительно концентрических ребер 10 и 11 волнообразной формы.

Каждый из каналов 12 имеет выход:

один над впадиной 14 ребра, другой - под выступом 13. Для направления воздуха во внутренней поверхности щита подшипникового 5 установлена поронка 18.

Внутренняя циркуляция воздуха осуще0 ствляется следующим образом.

Во время работы электрической машины, при вращении ротора, под действием центробежных сил под выступами 13 образуются зоны избыточного давления, над

5 впадинами 14 - зоны разрежений. По каналам 12, вход которых расположен под выступами 13, а выход с другого торца ротора над впадинами 14 движение воздуха в одном направлении, а по каналам 12, вход которых

0 расположен также под выступами 13, но с другого торца ротора, а выход над впадинами 14 с обратной стороны ротора, движение воздуха будет в обратном направлении. Лопатки 15, выполненные заодно с ре5 брами 10 и 11 и расположенные на выступах 13, обеспечивают создание большого разрежения на выходе из каналов и весь воздух, находящийся между этими лопатками, выполняет полезную работу, а именно разре0 жает зону к выхода канала и как бы вытягивает воздух из канала, не затрагивая воздух под выступом 13, где нужно как можно больше избыточное давление. А дополнительные лопатки 16, которые выполнены

5 с зазором 17 относительно ребер 10 и 11, усиливают разрежение воздуха, находящегося между лопатками 15.

С одной стороны канала 12 избыточное давление под выступами 13 нагнетает воз0 дух в канал, а с другой стороны этого же канала разрежение над впадиной 14 вытягивает воздух из канала и таким образом обеспечивается движение воздуха по одним каналам в одну сторону, а по другим в дру5 гую.

Таким образом, обеспечивается циркуляция воздуха из одной полости электродвигателя в другую через аксиальные каналы в роторе.

0

В полости электрической машины со стороны вентилятора 9 наружного обдува, воздух охлаждается внутренней поверхностью подшипникового щита 6 быстрее за

5 счет интенсивного обдува подшипникового щита наружным вентилятором 9, чем в полости со стороны свободного конца вала. А циркуляции воздуха по каналам ротора в разных направлениях выравнивает температуру воздуха в обеих полостях.

Выполнение радиальных лопаток на выступах наружных поверхностей концентрических ребер волнообразной формы и выполнение промежуточных лопаток с зазором относительно концентрических рото- ров способствует усилению интенсивности циркуляции воздуха и, следовательно, повышение эффективности охлаждения электрической машины.

Использование изобретения позволяет повысить эффективность охлаждения электрической машины.

По данным испытания электродвигателя с использованием предложенного технического решения дополнительно снижает нагрев обмоток на 5-7 С, что в соответствии с нормами для класса нагревостойкости F позволяет увеличить ресурс работы электродвигателя в 1,2-1,3 раза.

Формула изобретения 1. Закрытая обдуваемая электрическая машина, содержащая статор с обмоткой и лобовыми частями, подшипниковые щиты и

ротор со сквозными аксиальными каналами в магнитопроводе и короткозамкнутой обмоткой, на торцах которого расположены концентрические ребра волнообразной формы, которые выполнены огибающими указанные каналы, причем участки ребер, огибающие каждый канал, расположены на разных торцах ротора, выполнены со смещением на 180 и снабжены радиальными лопатками на наружной поверхности указанных ребер, отл йча ю щая с я тем, что, с целью повышения Эффективности охлаждения, радиальные.,лопатки расположены на выступах наружных .поверхностей концентрических ребер волнообразной формы огибающих аксиальные каналы.

2. Машина по п. 1 .отличающаяся тем, что между радиальными лопатками, расположенными на выступах наружных поверхностей ребер волнообразной формы, огибающих аксиальные каналы, расположены промежуточные радиальные лопатки с зазором относительно концентрических ребер волнообразной формы.

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения. Электрическая машина содержит статор и ротор с каналами. На торцах ротора расположены ребра волнообразной формы, огибающие каналы. Благодаря тому, что на наружных поверхностях ребер расположены радиальные лопатки, обеспечивается достижение поставленной цели. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.