Ротор электрической машины Советский патент 1979 года по МПК H02K9/20 

(54) РОТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

Целью изобретения является повьцпенйе техшлогичностн и упрощение конструкции.

Достигается это тем, что известный ротор снабжен выполненной из материала с высокой 1йПШГГрЬШ)3(Нй-стт.к); например из аЛЮИйияия, и расположенной йежз валом и пикетом Шгнитопровода втз/лкой, по периферии которой {испошаянь упомянутые аксиальные каналы с размещенными в них тепловыми трубами.

На фиг, 1 приведен ротор электрической машины высоко МО ментйого двигателя постоянного тока, продольный разрез; на фиг. 2 - т-о зке, разрез А-А на фиг, 1 и йа фнг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

На валу 1 двигателя укреплена втулка 2 из материала с высокой теплопрювбднЬстыо, например алюминия. На перифериивЬ йтуШу помещены испарительные участки тепловых труб 3. Расйоложенные за пределами магнитопровода концы тепловых труб выпо:шены с оребрением 4 и охлаждаются наружным воздухом с помощью вентилятора 5 с независимым приводом. Тепловые трубы, помещенные; в аксиальные каналы втулки, могут быть бесфитильными.

При и ращении ротора электрической машины с достаточной частотой жидаий теплоноситель, помещенный в Tpy6jf, центробежными силами прижимается к периферийным сторонам тепловых труб. Тепловой ноток от пакета ротора через втулку из материала с высокой теплопроводностью Поступает к периферийным сторонам тепловых труб и вь13ьюает испарение шх одящегося здесь теплоносителя. Пар переносится в конденсаторные участки оребреш1Ах тепловых труб, и здесь конденсируется, отдавая тепло стенкам, снабженным нйруяжыми ребрами. С наружных поверхностей ребер тепло воздушным потоком, создаваемым вентилятором с независимым приводом,-рассеивается в окружающее пространство

При весьма малых частотах вращения п в теподвижиом состоянии жидкий теплоноситель сосредоточивается в нижних частях теплотвых труб. Путь тепла до места испарения теплоносителя в верхней час1гй ротора несколько уве1тачивается. Однако расчеты показывают, что неравномерность охлаждения ротора, обусловлениая точечным расположением участков отвода тепла и разным расстоянием от пакета до этк учасШ ъГЩи ъа ртала с высокой теплопроводностью не превыцвет .

При вертикальномрасположении оси вращеЖягшшйны н весьма малых адстотах враще ШЯ тегшшосит ель нз конденсатора стекает по внутренним стенкам вниз в испаритель, н труfei работают как неподвижные двухфазные термосифоны. При болыиих частотах вращения в машине с вертикальной осью теплоноситель

располагается в периферийных частях труб, как и при горизонтальном расположении оси вращения.

При наличии в трубах фитилей несколько

улупшется теплоотдача на испарительном участкепри малых Скоростях вращения, так как капиллярные, силы распределяют жидкий теплоноситель по всей окружности испарительного участка. Однако наличие фитиля на конденсаторном участке ухудшает, теплоотдачу при конденсации за счет увеличения толщины слоя конденсата у внутренних стенок. Как показывают расчеты н эксперименты, при умеренных тепловых нагрузках, которые имеют место в

электрических машинах, общая теплоотдача тепловых труб ограничивается не интенсивностью передачи тепла в трубе, а интенсивностью съема тепла с наружной поверхности радиатора. Поэтому применение в машинах предлагаемой

конструкции фитильных тепловых труб не гарантирует какнх-либо перимуществ в отношенш интенсивности охлаждения по сравнению с бесфитильными трубами.

Во втулку из материала с высокой теплопроводаостью тепловые трубы помещаются во времЯ; отливки втулки. Это обеспечивает наилучший тепловой контакт между трубами и втулкой. У электрических мацшн с тепловыми трубами в Пазах ротора необходимость электрнческой изЬлЯ) трубы от обмотки не дает врзмоиоюст обеспечить такой же тепловой контакт, какой имеют трубы, залитые во втулку. То же самое О1носится и к трубам, помещенia iM в аксиальные каналы в пакете ротора,

При расположении труб во втулке из материала с высокой теплопроводностью неравномерность отвода тепла выравнивается материалом втулки, поэтому трубы во втулке можно делать бесфитнльнымн, что весьма упрощает их

изготовление.

Диаметр труб во втулке Можно делать в 3-5 pia3 больше, чем диаметр труб, помещаемых в пазы ротора и в аксиальные каналы пакета. Это существенно упрощает технологию их изготовления н установки в ротор.

По сравнению с валом - тепловой трубой отдельньгё тепловые трубы, помещаемые во втулку, легче промьтать, отжигать в вакууме, герШтИЭйрОВать, поскольку их вес в десятки раз меньше, чем вес вала - тепловой трубы. В двигателях с глубоким регулированием частоты вращения вала - тепловую трубу необходимо делать с фитилем на внутренних стенках,

3 трубы вовтулке можно делать без фитиля. Расход совместимых (и обьггно, дефицитных) материалов на трубы во втулке в десятки раз меньше, чем на вал - тепловую трубу. Шконец, поверхность теплоотдачи отдельных тепло