Электрическая машина Советский патент 1993 года по МПК H02K9/00 

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к высокоскоростным электрическим машинам типа мощных турбогенераторов, асинхронных электродвигателей и т.д.

Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения электрической машины через торцовые части бочки ротора.

Новизна заявляемого решения заключается в новой совокупности известных при- энакрв, которые при взаимодействии сообщают объекту новое свойство, заключающееся в том, что при размещении герметичных перекрытий между неподвижной и вращающейся герметичными оболочками торцовые части бочки ротора освобождаются от разреженной газовой среды и могут быть эффективно использованы для отвода тепла от активных частей ротора с помощью, например, воздушной среды повышенного давления, подаваемой в аксиальные каналы ротора. Тем самым констатируется существенность отличий, дающих сверхсуммарный положительный эффект: повышение эффективности охлаждения электрической машины через торцовые части бочки ротора.

Предлагаемое изобретение поясняется на примере конструкции асинхронного электродвигателя с короткозамкнутой роторной обмоткой, продольный разрез которого показан на чертеже.

В лазах бочки ротора 1 электрической машины уложены стержни 2 роторной обмотки, замкнутые по торцам кольцами 3. На наружную поверхность бочки с натягом установлена герметичная металлическая немагнитная оболочка 4 с выступающими за торцы бочки цилиндрическими частями 5. В той же бочке 1 под внутренними кромками цилиндрических частей 5 выполнены аксиальные вентиляционные отверстия 6. Сердечник 7 статора машины шихтованный, стянут нажимными шайбами 8. В пазы сердечника 7 уложена обмотка 9, уплотненная клиньями 10. В спинке сердечника выполнены аксиальные вентиляционные отверстия 11, проходящие сквозь шайбы 8. Во внутреннюю расточку сердечника 7 статора вставлена герметичная цилиндрическая оболочка 12, которую, во избежание вихревых токов, целесообразно делать из изоляционного материала, например стеклотекстолита. С торцов зазора 13, разделяющего статор и ротор машины, установлены герметичные перекрытия в виде металлических шайб 14, снабженных уплот- нительными кольцами 15, охватывающими выступающие цилиндрические части 5 ротора. В совокупности оболочка 4 с выступающими частями 5. оболочка 12 и шайбы 14 с уплотнительными кольцами 15 образуют герметичную камеру, в которой установлено разрежение по отношению к остальному

пространству машины, заполненному газом более высокого давления, например воздухом, как наиболее дешевым и безопасным в эксплуатации. Для поддержания разрежения в процессе работы машины в шайбе 14

предусмотрено отверстие 16 и труба 17, соединенная с газооткачивающим насосом (на чертеже не показан). В целом объем машины ограничен корпусом 18, в который установлен сердечник 7 статора, и торцовыми

щитами 19, скрепленными с корпусом 18.

При вращении ротора обращенная в зазор 13 поверхность оболочки 4. составляющая основную часть поверхности ротора и имеющая наибольшую линейную скорость,

испытывает трение о газ, содержащийся в зазоре 13. Однако вследствие разреженности этой части газа потери на трение оказываются относительно невелики. Торцы бочки ротора 1, отделенные от герметичной

камеры с разреженным газом и обращенные в пространство с газом того же состава, находящимся под более высоким давлением, омываются последним, при этом часть упомянутого газа попадает в вентиляционные отверстия 6 и 11, циркулируя по замкнутому циклу; таким образом через торцы бочки ротора 1 осуществляется интенсивный теплоотвод от активных частей машины охлаждающим газом.

Заявляемое решение может быть использовано в электрических машинах разных типов и мощностей, и в каждом конкретном случае будет наиболее значимо определяться та или иная сторона его технико-экономической эффективности. Обобщая же, можно выделить две взаимосвязанные стороны этой эффективности:

1)расширение верхней границы диапа- зона мощностей электрических машин воздушного или воздушно-водяного охлаждения (например, турбогенератор с чисто воздушным охлаждением ротора и приемлемым КПД может быть изготовлен

мощностью до 500-600 МВт);

2)увеличение удобства и безопасности эксплуатации электрических машин.

Формула изобретения Электрическая машина, содержащая ротор и статор, скрепленные соответственно со статором и с бочкой ротора герметич- ные оболочки, обращенные в зазор, в котором имеется относительное разрежение среды, и размещенные по торцам зазо

pa герметичные перекрытия, отличаю-установлены между неподвижной и вращащ а я с я тем, что герметичные перекрытия ющейся герметичными оболочками.

Использование: электромашиностроение для повышения эффективности охлаждения электрической машины. Сущность изобретения: на наружной поверхности бочки ротора 1 установлена герметичная немагнитная оболочка 4 с выступающими цилиндрическими частями 5. В бочке ротора 1 выполнены аксиальные вентиляционные отверстия б. Во внутреннюю расточку сердечника 7 вставлена герметичная цилиндрическая оболочка 12. С торцов зазора 13 установлены перекрытия в виде шайб 14 с уплотнительными кольцами 15. Обьем машины ограничен корпусом 18 и торцовыми щитами 19. 1 ил. 00 ы о со