ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА Советский патент 2007 года по МПК H02K1/32 

Изобретение относится к области электромашиностроения и касается роторов с регулируемым, небалансом ротора.

Известна конструкция, в которой небаланс компенсируют путем изменения теплового состояния ротора, вызывая равный и встречный выгиб ротора (1).

Прототипом заявленной конструкции является электрическая машина с регулируемым небалансом ротора, содержащая статор с каналами, ротор с каналами, разделенными по меньшей мере на три сектора, три узла подачи воды в каналы каждого из секторов и по меньшей мере два регулятора температуры воды, выход каждого из которых соединен со входом одного из секторов ротора (2). При реализации предлагаемой электрической машины предпочтительно использовать минимальное количество устройств, регулирование температуры - два и узлов подачи воды в каналы ротора - три, разделив систему охлаждающих каналов ротора на минимальное количество секторов - три, причем первый и второй секторы с регулируемой температурой воды занимают по 90° дуги сечения ротора, а третий сектор с нерегулируемой температурой воды - 180°.

Чтобы обеспечить возможность регулирования температуры второго сектора как вверх, так и вниз по отношению к базовой температуре третьего сектора, температуру воды, поступающую в третий сектор, необходимо поддерживать на уровне, превышающем температуру подаваемой в машину холодной воды на величину равную половине максимальной амплитуды изменения температуры первого и второго секторов.

Недостаток известной конструкции состоит в том, что для поддержания температуры воды, поступающей в третий сектор, на нужном уровне необходима установка дополнительного (третьего) устройства регулирования температуры воды и дополнительные затраты энергии на нагрев воды.

Целью изобретения является упрощение конструкции и улучшение энергетических характеристик путем использования тепла от статора. Поставленная цель достигается за счет того, что в электрической машине с регулируемым небалансом ротора, содержащей статор с каналами, ротор с каналами, разделенными по меньшей мере на три сектора, по меньшей мере три узла подачи воды в каналы каждого из секторов и по меньшей мере два регулятора температуры воды, выход каждого из которых соединен со входом одного из секторов ротора, выход каналов статора через узел подачи воды соединен непосредственно с входом одного из секторов ротора.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 представлена электрическая машина, у которой система охлаждения содержит два сектора, питаемых от устройств регулирования температуры воды, и третий сектор, питаемый от системы охлаждающих каналов статора.

Фиг.2 - поперечное сечение водоохлаждаемого ротора.

Электрическая машина содержит ротор 1, систему охлаждающих каналов ротора 2. Система охлаждающих каналов разделена на секторы 3, 4, 5, каждый сектор содержит свой узел подачи воды в каналы 6. Имеется два устройства регулирования температуры воды 7, например, управляемые нагреватели, и система охлаждающих каналов статора 8 (фиг.1).

Подавая в сектор 5, подогретую воду из системы охлаждающих каналов статора 8, задаем базовую температуру воды. Изменяя температуру воды, поступающей в сектор 3 относительно базового значения, балансируем ротор по оси "а", ортогональной оси (фиг.2) оси симметрии этого сектора, а регулируя температуру воды, поступающей в сектор 4, балансируем ротор по оси "b". При одновременной балансировке ротора по этим взаимно перпендикулярным осям можно компенсировать небаланс ротора произвольной величины и фазы.

Рассмотрим пример работы описанной выше машины. Допустим при номинальной нагрузке машины и при базовой температуре воды, поступающей в секторы ротора 3-5, небаланс отсутствует. Из опыта эксплуатации данной машины известно, что при сбросе нагрузки и работе машины на холостом ходу появляется тепловая асимметрия и сопутствующий ей статический небаланс ротора, равный 0,1 кг <15°.

Путем экспериментального нагрева одного из секторов с угловым размером 90° (секторы) 3, 4 за счет нагрева поступающей в охлаждающие каналы этого сектора воды определим, что нагрев сектора 90° на 8,7°С приводит к появлению небаланса 0,1 кг.

Таким образом, при переходе от режима номинальной нагрузки к холостому ходу следует предотвратить появление небаланса, для чего создают небаланс, обратный (по фазе) возникающему в роторе, - либо путем снижения на 8,7°С температуры воды, поступающей в сектор 90°, фаза оси которого равна 15°+180°=195°. На чертеже показан вектор создаваемого небаланса (уравновешивающего нагрева): Фактически балансировка ротора производится за счет снижения температуры воды, поступающей в сектор 4. Суперпозиция небаланса (выгибов ротора), появляющихся в результате изменения температуры этих секторов, дает необходимый небаланс 0,1 кг < 195°. Величину изменения температуры воды, поступающей в секторы 3 и 4 Δt₃ и Δt₄ получим,спроектировав вектор на оси этих секторов (фиг.2)

Δt₃=-Δt_yp·Sin60°=-7,4°C

Δt₄=-Δt_yp·Sin30°=4,4°C

Изменяя таким образом температуру воды, поступающую в секторы 3 и 4, компенсируем небаланс ротора в процессе работы машины.

Изобретение позволяет устранять небаланс ротора любой величины и фазы.

Изобретение относится к области электромашиностроения и касается роторов с регулируемым небалансом ротора. Технический результат заключается в упрощении конструкции и улучшении энергетических характеристик путем использования тепла от статора. Для этого устройство содержит статор с каналами, ротор с каналами, по меньшей мере три узла подачи воды в каналы каждого из секторов и по меньшей мере два регулятора температуры воды, при этом выход каналов статора через узел подачи воды соединен непосредственно с входом одного из секторов ротора. 2 ил.

Электрическая машина с регулируемым небалансом ротора, содержащая статор с каналами, ротор с каналами, разделенными по меньшей мере, на три сектора, по меньшей мере три узла подачи воды в каналы каждого из секторов и по меньшей мере два регулятора температуры воды, выход каждого из которых соединен со входом одного из секторов ротора, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и улучшения энергетических характеристик путем использования тепла от статора, выход каналов статора через узел подачи воды соединен непосредственно с входом одного из секторов ротора.