Закрытая электрическая машина Советский патент 1977 года по МПК H02K9/20 

(54) ЗАКРЫТАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА

1

Изобретение относится к области электротехники, а именно - к системе охлаждения закрытых электромашин с обдут аемым корпусом, в частности к охлаждению, подшипниковых узлов в выссжонагруженных быстро- 6 ходных машинах с. высокой нагревостойкостью ИЗОЛЯЦИИ обмоток.

В закрытых обдуваемых электродвигателях с ВЫСОКИМ классом нагревостойкости ИЗОЛЯЦИИ лимитирующим по нагреву элемён- ю том становится ПОДШИПНИК, расположенный со стороны привода, что особенно xapaKi pио для малошумных двигателей.

Известна электрическая машина, в которой с целью уменьшения температуры это- 16 го подшипника вал двигателя выполняется в виде теплсеой трубы ij.

Недостатком такой системы охлаждения является малая ее эффективность, так как последняя ограничивается низкими коэффициен-з тами теплоотдачи при воздушном охлаждении зоны конденсации и небольшой площадью ЭТОЙ поверхности.

Известна электрическая машина, которая вктючает ПОЛЫЙ, вал выполненный в виде теп-25

левой трубы, вентилятор-теплообменник п «а сое, выполненный в виде радиально-расположенных трубок с заборниками на концах. В указанной конструкции в значительной степени увеличены )фициенты теплоотдачи И плошадь поверхности тeплooтдaJoшeгo участка, так кад последним является полый вентилятор 2,

Однако при испарительно-ковденсационном режиме работы такой системы охлаждения Необходимо вакуум-плотное выполнение стыка между валом и вентилятором, что может привести к усложнению конструкции и явиться ИСТОЧНИКОМ с шжения эксплуатационной надежности устройства, в особенности при использовании в качестве теплоносителя агрессивных или токсических жидкостей, например азотного тетраксидаМ О .

Целью изобретения является устранение

.этого недостатка.

Поставленная цель дocтиг eтcя тем, что предлагаемая машина снабжен.-: герметично соединённым с валом хвостсдаиком с наружнмми ребрами, разделяюшими полости вала и вентилятора, а насос свободно посажен на цапфе хвсютовика и снабжен форсунками, расположенными против ребер, н противовесом в нижней части насоса. Предлагаемая система охлаждения выполнена двухконтурной, причем в качестве первого двухфазного испарительнр-конденсацио ного контура использована герметичная тепл(Жая труба, хвостовик которой охлаждается вторым однофазным жидкостным контуром представляющим собой полый вентилятор-теп лообменник с размещенным в нем устройст вом для циркуляции жидкости. Такое устройство системы охлаждения снимает указан ное требование к выполнению стыка вал-BeHTHnHTOp и повышает эксплуатационную надежность. На чертеже показан поперечный разрез закрытого обдуваемого электродвигателя с двухконтурной системой охлаждения ротора. Вал 1 двигателя выполнен полым, в виде тепл1жой трубы, т.е. на его внутренней поверхности может располагаться капиллярная структура. Хвостовик 2 вала снабжен дисксязыми ребрами 3, имеющими отверстия для прохода жидкости. Хвостовик герметйч но соединяется с валом, например при помо ши сварки, после частичного заполнения вала испарякииимся теплоносителем и удаления из него «еконденсарующихся газов. Снаружи хвостсжик охватывается полым, теплообменником - еентилятс ом, состоящим из несущего диска 4 и вентиляторного диска 5. На цапфе хвостовика при помощи подшипника 6 свободно установлен трубчатый центростремительньй насос 7 с KaMHS и противовесом. 9. КошШ грубой rfacoca, расположенные в периферийной части полосой вентилятора, имеют заборники 11, которые загнуты тангенциально против направления вращения. Узел вентилятора -теплообменника закрыт звукозащитным кожухом 12- Полость вентилятора частично заполнена неагрессивным нетоксичным жидким теплоносителем (например, дистиллировавной всАой), температура кипения которого выше, чем у теплоносителя, находящегося В попоств вала. З юктрическая машина работает следующим образом. При вращении ротора теплоноситель в пе всйл контуре в валу распределяется по внутр ней поверхности расточки, а во втором контуре - в вентиляторе - образует кольцевой слой на периферии полости. Отбнрая тепло от переднего подшипника и ротора двигателя теплоноситель в валу испаряется (кипит), о разовавшийся пар переносит тепло к хвост(ж у вала, на внутренней поверхности которого и конденсируется. Хвостовик охлаждается жидкостью, подаваемой на ребра форсунками центростремительного насоса, давление в трубках которого создается за счет динамического напора вращающегося слоя жидкости в периферийной части полости вентилятора. Момент, создаваемый воздействием враша щейся жидкости на тангенциально расположенные заборники насоса, компенсируется противовесом, расположенным в нижней части насоса. Так как температура кипения теплоносителя второго контура меньше чем у теплоносителя первого контура, второй контур всегда работает в жидкостном режиме. Таким образом, в предлагаемом устройстве система охлаждения вал-вентилятор разделена на два контура. Первый из них является испарнтельно - конденсационным и может работать на агрессивном- и токсичном теплоносителе, так как вьшолнен абсолютно герметичьым. Второй контур является жидкостным, он работает на обычных неагрессивных жидкостях, и требование герметичности к нему не предьявляется. Это упрощает конструкцию системы окпажденвя и повышает ее эксплуатационную агшежвость. Формула изобретення Закрытая электрическая машина, ореимУ- щественно обдуваемый асинхршньД двигатель, с замкнутым жидкостио-испарительным охлаждением, содержащая полый вал, вьтолнеиный в виде твплснзой трубы, вентилятор-теплообменник, и раалеиценньй внут ри вентилятора насос, выполненяЕйй в в.иде радиапьно расположенных трубок с заборникамй на KOimaTi, отличающаяся тем что, с целью повышения шссплуатащкж- ной надежности н упрощения при .испольао- . вании агрессивного ийи токсичного хяадагевта, она свабжева герметично соединенным с валом хвс)стовнком с наружными ребрами, разделяющим полости вала и веншлятора, а насос свободно посажен на цапфе лшосгбвика и снабжен форсунками, раснопоженными против ребер, и протаавовесом, установленным в нижней части аасоса. Источники иЕфс мации, принятые во внимание экспертизой; 1.Патент США № 23SO348 62-125, 1961. 2.Заявка № 1981751-07, по которой принято решение о выдаче авт.св. ;1973.