Закрытая электрическая машина Советский патент 1992 года по МПК H02K9/20 

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

Известна закрытая электрическая машина, описание которой приведено в книге Борисенко А.И,, Костикова О.Н. и Яковлева А.И. Охлаждение промышленных электрических машин, М.: Энергоатомиздат, 1983, с.208, содержащая статор, ротор, заполненные охлаждающей жидкостью, полый вал с разделительной трубчатой вставкой и связанный с ним полый вентилятор-теплообменник. При этом циркуляция охлаждающей жидкости достигается за счет тепловой конвекции, вызванной разностью плотностей нагретой и холодной жидкости.

Недостатком такой машины является ограниченная эффективность охлаждения, вызванная низкой интенсивностью циркуляции охлаждающей жидкости за счет тепловой конвекции.

Наиболее близка к предлагаемой электрическая машина (авт. св. № 1640789, кл. Н 02 К 9/20, 1987), содержащая корпус, подшипниковый щит, статор, ротор, а также заполненные охлаждающей ферромагнитной жидкостью сообщающиеся полый вал и полый вентилятор-теплообменник, трубчатые вставки, установленные в полости вала и связанные с расположенными в полости вентилятора теплообменника радиальными трубками, отогнутыми по периферии в тангенциальном направлении, магниты, установленные на подшипниковом щите, имеющие напряженность магнитного поля, увеличивающуюся от оси закрытой электрической машины к периферии,

К недостаткам машины относится невысокая эффективность охлаждения, обусловXIOs

S

Ю

о

ленная значительным гидравлическим сопротивлением радиальных трубок, а также отсутствием возможности регулирования интенсивностью циркуля ции охлаждающей жидкости.

Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения.

Поставленная цель достигается тем, что в закрытой электрической машине, содержащей корпус, подшипниковый щит, статор, ротор, заполненные охлаждающей ферромагнитной жидкостью, сообщающиеся полый вал и полый вен тилятор-теплооб- менник, трубчатую вставку, размещенную в полости вала и сообщающуюся с полостями вентилятора-теплообменника, напорный элемент, постоянные магниты,, установленные на подшипниковом щите, напорный элемент выполнен в виде перегородки полости вентилятора теплообменника с отверстием и нагнетающей лопастью, расположенными на уровне полюсов постоянных магнитов, которые установлены с возможностью перемещения в осевом направлении,

На фиг 1 представлена закрытая электрическая машина в продольном разрезе; на фиг. 2 - ее поперечный разрез.

Закрытая электрическая машина состоит из оребренного корпуса 1, подшипниковых щитов 2, статора 3, ротора 4, полого вала 5, полого вентилятора-теплообменника 6, заполненных охлаждающей ферромагнитной жидкостью 7, трубчатой вставки 8, постоянных магнитов 9, напорного элемента в виде перегородки 12 полости вентилятора теплообменника, с отверстием 10 и нагнетающей лопастью 11, общего основания 13 постоянных магнитов, винтовой резьбы 14, соосной с осью вала 5, первой 15 и второй 16 полостей вентилятора-теплообменника.

Закрытая электрическая машина работает следующим образом Под действием магнитного поля полюсов постоянных магнитов 9 ферромагнитная жидкость 7 вблизи от них изменяет свои физические свойства, приобретая вязкость, превышающую вязкость жидкости на периферии от полюсов. При вращении вентилятора-теплообменника 6 с помощью напорного элемента в виде отверстия 10с нагнетающей лопастью 11 на перегородке 12 полости вентилятора-теплообменника 6 происходит зачерпывание охлаждающей ферромагнитной жидкости 7 в зонах ее повышенной вязкости на уровне постоянных магнитов 9, что обеспечивает гидравлический напор теплоносителя из первой полости вентилятора-теплообменника 15 вето вторую полость 16 и тем самым

циркуляцию по контуру: полость 16 вентилятора-теплообменника, трубчатая вставка 8, полый вал 5, полость 15 вентилятора теплообменника. Этим достигается интенсивность циркуляции охлаждающей жидкости в теплопередающем контуре, в процессе которой тепло, отобранное охлаждающей ферромагнитной жидкостью от стенок полого вала 5, отводится в окружающую среду

посредством оребренного вентилятора-теплообменника 6. При этом щель 10 с нагнетающей лопастью 11 расположены на уровне полюсов постоянных магнитов 9, создающих зоны наибольшей напряженности магнитного поля и соответственно зоны наибольшей вязкости ферромагнитной жидкости. Изменяя зазор постоянных магнитов 9, размещенных на общем основании 13, путем его перемещения по винтовой резьбе

14, по отношению к вентилятору-теплообменнику б можно изменять напряженность магнитного поля внутри полости 15. Изменение напряженности магнитного поля определяет изменение вязкости ферромагнитной жидкости и эффективности ее зачерпывания напорным элементом в виде направляющей лопасти с отверстием на перегородке полости вентилятора-теплообменника, что позволяет управлять интенсивностью циркуляции теплоносителя.

Изобретение иллюстрируется следующим примером. На базе типового тягового двигателя ,5 с применением ферромагнитной жидкости на основе масла марки

ХВ с постоянными феррит-бариевыми магнитами типа 15 БАЗОО, достигнуто существенное улучшение эффективности охлаждения, обеспечивающее отношение часовой мощности двигателя к длительной

мощности 0,75...0,8.

Формула изобретения Закрытая электрическая машина, содержащая корпус, подшипниковый щит,

статор, ротор, заполненные охлаждающей ферромагнитной жидкостью, сообщающиеся полый вал и полый вентилятор-теплообменник, трубчатую вставку, размещенную в полост вала и сообщающуюся с полостями

вентилятора-теплообменника, напорный элемент и постоянные магниты, установленные на подшипниковом щите, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения, напорный элемент выполнен в виде перегородки полости вентилятора-теплообменника с отверстием и нагнетающей лопастью, расположенными на полюсов постоянных магнитов, которые установлены с возможностью перемещения в осевом направлении.

Фиг.1

Сущность изобретения: закрытая электрическая машина с вентилятором- теплообменником содержит корпус, подшипниковый щит, статор, ротор, заполненные охлаждающей магнитной жидкостью, сообщающиеся полый вал и полый вентилятор-теплообменник, трубчатую вставку, размещенную в полости вала и сообщающуюся с полостями вентилятора-теплообменника, напорный элемент, постоянные магниты, установленные на подшипниковом щите. Благодаря тому, что в закрытой электрической машине напорный элемент выполнен в виде перегородки полости вентилятора-теплообменника с отверстием и нагнетающей лопастью, расположенными на уровне полюсов постоянных магнитов, установленных с возможностью перемещения в осевом направлении, обеспечивается повышение эффективности охлаждения путем снижения гидравлического сопротивления теплопередающего контура. 2 ил. Ё

А-А

Фиг. 2