Электрическая машина с криогенным охлаждением Советский патент 1974 года по МПК H02K9/10 

1

Изобретение относится к криогенным энергетическим устройствам, в частности к электрическим машинам с криогенным охлшсдением.

Известна электрическая машина с криогенным охлаждением, в роторе которой размещены конечный теплообменник и дроссель холодильной установгаа.

Изобретение обеспечивает уменьшение габаритов машины. Для этого промежуточные теплообменники холодильной установки размещены в статоре охлаждаемой машины и выполняют не только функции элементов холодильной установки, но и для охлаждения соответствующих узлов электрической маимны.

На чертеже схематически изображена предлагаемая электрическая машина с криогенным охлаждением, продольный разрез, где 1 компрессор; 2 - первый, предварительный теплообменник; 3 - азотная ванна; 4 - поток гелия к детандеру; 5 - детандер; 6 - ыагистраль высокого давления, 5 7 - четвертый теплообменник; 8 - вал ротора; 9 - выпускное устройство; 10 - впускное устройство; 11 - криостат ротора; 12 - трубопровод обратного потока гелия., 13 - сверхпроводящая обмотка; 14 - пятый, конечный теплообменник г- 15 - дроссельный вентиль; 16 - статорная обмотка из чистого металла;. 17 - криостат

5 статора, & - трубопровод,

19- магистраль потока гелия;

20- обратный поток гелия,

21- сопло; 22 - второй теплообменник; 23 - обратный поток ге0 ЛИЯ из второго теплообменника.

Охлаждение криогенной электрической машины осуществляется по рефрижераторному циклу,

В компрессоре /L гелий сжи5 мается до высокого давления и

поступает в первый (предварительный) теплообменник 2, где охлаждается обратными потоками геЛия 20 и 23. Затем гелий охлаждается в ванне 3 с азотом, кипящим в вакууме, и разветвляется на два потока. Поток 4 направляется в детандер 5 и, выйдя из него, при температуре около 22 К по магистрали 19 поступает в криостат 17, где охлаждает обмотку 16 из чистого металла до температуры 25-26 К. Часть этого потока через сопло 21 ответвляется в теплоизолированное пространство., которое служит теплообменником 22 для другого потока гелия высокого давления, направляющегося по магистрали 6 чере криостат 17, выполняющий для этого потока функцию третьего теплообменника. Затем по трубопроводу 18 поток гелия поступает в теплообменник 7 и через входно устройство 10 и полый вал 8 в криостат II, являюдайся пятым теплообменником для этого потока Здесь гелий охлаждается до температуры порядка ,а затем рао,ширяется в дроссельном вентиле 15 и частично сжижается. Жидкий гелий под действием центробежных сил вращающегося ротора поступает к о 5мотке воз 3уждения 13 и охлаждает ее, а несжиженный и испарившийся гелий, двигаясь в обратном направлении, выходит

из ротора по трубопроводу 12, охлаждает по пути встречный поток гелия в трубопроводе 18 и через выпускное устройство 9

преступает в криостат статора 17, где наряду с потоком гелия в магистрали участвует в охлаждении обмотки 1Б. Из статора обратные потоки гелия 20 и 23 проходят

через теплообменник 2 и поступают к компрессору I.

Объединение в единое конструктивное целое элементов холодильной установю с охлажДаемой электрической машиной кроме уменьшения габаритов системы охлаждения повышает ее экономичность благодаря уменьшению теплопритоков к потоку гелия за счет

исключения трубопроводов низкотемпературного гелия (5-10 К) для соединения холшдильБОй установки с охлаждаемой машино.

ПРЕДЖТ ИЗОБРЕТЕНИЯ Электрическая машина с криогенным охлаждением, в роторе

которой размещены конечный теплообменник и дроссель холодильной установки, о т л и ч а и щ а я ся тем, что, с целью уменьшения габаритов, в статоре машины размещены промшсуточные теплообменники, сообщающиеся с теплообменником ротор а.