Электрическая машина с глубоким охлаждением Советский патент 1976 года по МПК H02K9/16 

(54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА С rnyBOKPUV ОХЛАЖДЕНИЕМ Такое устройство является наиболее бл ким предлагаемому. С целью повышения эффективности охла ния путем снижения тешгопритока к обмотк возбуждения по тепломеханическим мостам и заглушкам в предлагаемой машине наруж ная оребренная поверхность тепломеханиче ких мостов охвачена разделительными цили драми, вакуумноплотно соединенными с поверхностью тепломеханических мосте® в местах присоединения электротеплового экрана и с фланцами вала и образующими кольцевую камеру, внутри которой размещены трубки подачи вспомогательного хладагента. Такая конструкция электрической машины с глубоким охлаждением позволяет охлаждать не только внутреннюю поверхность тепломеханических мостов, но и наружную, причем охлаждение наружной поверхности роводится вспомогательным хладагентом. С целью устранения загрязнения основного хладагента вспомогательным на несущем корпусе устройства для подачи вспо могательного хладагента может быть уста новлено дополнительное уплотнение. В теплоизолирующих заглушках в плоскости, проходящей через место соединения алектротеплового экрана с поверхностью тепломеханических мостов, могут быть выполнены радиальные каналы, соединенные между собой и общим выходом из ротора основного хладагента. Наличие таких Каналов позволяет часть основного хладагента с температурой, равной начальной температуре вспомогательного хладагента, использовать для интенсификации охлаждения токоввода, уменьшая тем самым вызываемый .; токовводом теплоприток к обмотке возбуждения, а также для осушествлеюш рефрижераторного цикла охлаждения электрической машины. На фиг. 1 показаны концевая часть ро тора и подшипниковые щиты электрической машины, продольный разрез; на фиг.2ротор электрической машины, продольный разрез. Ротор электрической машины содержит немагнитный цилиндр 1, соединенный оребренными тепломеханическими мостами 2 сфланцами вала 3. Обмотка возбуждения 4 пом щена внутри немагнитного цилиндра 1, по тордам которого установлены теплоизолирующие заглушки 5, образующие с внутренней поверхностью тепломеханических мостов 2 аксиальные каналы 6. В теплоизолирующих заглушках имеются тепловые экра- ны 7, Наг гжный экран 8 охватывает Ш1линдр и тепломеханические мосты 2, образуя вместе с ними вакуумную полость 13, внутри которой размещен электротепловой экран Ю, соединенный с тепломеханическими мостами 2. Устройство для подачи вспомогательного хладагента состоит из дополнительного цилиндра 11с буртиками, несущего корпуса 12, уплотнения 13, трубок 14 подачи хладагента, установленных в щитах 15 электрической машины, и трубок 16 подачи хладагента, размещенных в кольцевых камерах 17. Стенками кольцевых камер 17 служат шаружная поверхность тепломеханических мостов 2, имеющая ребра 18, и разделительные цилиндры 19, вакуумноплотно соединенные с тепломеханическими мостами 2 в местах подсоединения электротеплового экрана Ю к фланцам вала 3. Кольцевые камеры 17 имеют выходные каналы 20, Трубка 21 устройства подачи основного хладагента расположена по оси вращения ротора. В щитах 15 электрической машины установлены уплотнения 22. Поверхность хвостовика вала 23 образует с несущим корпусом 12 устройства подачи вспомс)гательного хладагента кана|лы 24, соединенные с аксиальными каналами 6 отверстиями 25, выполненными в хвостовиках вала 23, На несущем корпусе 12 установлено дополнительное уплотнение 26. В варианте электрической машины, представленном на фиг. 2, теплоизолирующие заглушки 5 имеют радиальные каналы 27, соединенные между собой ;и внугренним теплоизолированным каналом 28. Общим выходом из ротора основного хладагента является канал с расположенным в нем токовводом 29. Вспомогательный хладагент по трубкам подачи 16 поступает в кольцевую камеру 17 к месту соединения электротеплового экрана Ю и тепломеханического моста 2. j Двигаясь внутри кольцевой камеры 17 по каналам, образованным ребрами 18, вспомогательный хладагент забирает основную часть тепла, прсшикающую снаружи по тепломеханическим мостам 2, и выходит через каналы 20 во внутрь расточки статора электрической машины. Основной хладагент из внутреннего объема ротора с расположенной в нем обмоткой возбуждения 4 выходит по аксиальым каналам 6, такясе отбирая при этом часть тепла, проникающую снаружи по тепломеханическим мостам. Через отверстие 25 цапфе вала 23 основной хладагент по u каналам 24 выходит в газосборную каме -- ру, герметизированную дополнрггельным уплотнением 26, раэделяюишм охлаждающие тракты основного и вспомогательного хладагента, и уплотнением 22. При выполнении электрической машины согласно фиг. 2 отработанный основной хладагент с температурой, равной начальной температуре вспомогательного хладаген та, направляется по радиальным каналам 27 и соединительному каналу 28 на охлаждение токоввода 29 и далее в рефрижерато ную установку. В предлагаемой машине уменьшен тепло приток к обмотке возбуждения. В результате этого значительно снижается расход основного хладагента и, соответственно, энер гетические затраты на охлаждение, что при водит к повышению к. п. д. электрической машины. Кроме того, за счет охлаждения вспомогательным хладагентом наружных поверхностей тепломеханических мостов появляется возможность увеличить предельную мощность электрической машины с глу боким охлаждением без ухудшения ее техни ко-экономических показателей. Фор м у ла изобретения 1, Электрическая машина с глубоким охлаждением, содержащая устройство подачи и отвода основного и вспомогательного хладагентов с уплотнениями и ротор, включающий в себя обмотку возбуждения, немаг нитный цилиндр, соединенный оребренными тепломеханическими мостами с фланцами вала, электротепловой экран, охватыван г J7 18 188 9 , 0

V ./ / /., if / / Q Y////////,. A;/ /Y/////A/://////

. /.Ч Л

t/8.t - щий немагнитный цилиндр и соед шенный с j тепломеханическими мостами, теплоизолиn t rTnnifCiva-awor-Kvi iii КЛПГ ТЯМИ- ТепЛОИЗОПИ- рующие заглушки, установленные по торцам немагнитного цилиндра, о т л и ч а ю« щ а я с я тем, что, с целн-о повышения эффективности охлажде1шя путем снижения теплопритока к обмотке возбуждеш1Я по тепломеханическим мостам и заглушкам, наружная оребренная поверхность тепломеханических мостов охвачена.разделительными цилиндрами, вакуумноплотно соединенными с поверхностью тепломеханических мостов в местах присоединения электротеплового экрана и с фланцами вапа и образующими кольцевую камеру, внутри которой размещены трубки подачи вспомогательного хладагента. 2.Машина по п. .1, о т л и ч а loщ а я с я тем, что, с целью устранения загрязнения основного хладагента вспомо гательным, на несущем корщсе устройства для подачи вспомогагельного хладагента установлено дополнительное уплотнение. 3.Машина по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в теплопоолируюшлх заглушках в плоскости, проходящей через место соединения электротеплового экранас поверхностью тепломеханических мос;тов, выполнены радиальные каналы, соед шён1ные между собой и общим выходом из ротора основного хладагента. ; Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:; 1.Патент Швейцарии № 516250, М.кл. Н О2 К 9/10, 1972. 2.Авт. св. СССР, № 262240, М. кл. Н 02 К 9/16, 1968. .IS Г7 Ю / f/