Электрическая машина Советский патент 1980 года по МПК H02K9/19 

1

Изоьретение относится к электрическим машинам с жидкостным охлаждением, в частности к генераторам с самовозбуждением, возбудители которых имеют вращающиеся выпрямительные диоды.

В электрических машинах, в частности в синхронных генераторах, возбудители которых имеют обмотки, вращаюшлеся вместе с выпрямительными диодами для преобразования переменного тока, генерируемого в обмотках возбудителя, в постоянный ток возбуждения, эффективное охлаждение возбудителя имеет большое значение. Особенно важно это для некоторых типов синхронных генераторов,например таких, как быстроходные авиационные генераторы, которые должны работать в стесненных условиях и к которым предъявляются жесткие требования в отношении веса.

Одним из эффективных способов охлаждения возбудителя и выпрямительных диодов является разбрызгивание хладагента, например масла, непосредственно на выпрямительные диоды. В некоторых синхронных генераторах диоды смонтированы на пластинах, которые в свою очередь прикреплены

к шайбе, вращающейся вместе с валом генератора. Шайба служит также для размещения на ней вращающихся обмоток возбудителя. Однако, поскольку

охлаждающее масло как правило содержит мелкие частицы металла и других веществ, возникающая при вращении шайбы центробежная сила вызывает накопление металлов и других веществ,

отлагающихся на внутренней поверхности шайбы. Отложение осадка может быть настолько большим, что приводит к короткому замыканию между пластинами и шайбой и, следовательно, повреждению генератора. Поэтому необходимо создать средства, обеспечиваиощие исключение такого рода отложения осадка при сохранении эффективного охлаждения.

Известна электрическая машина с жидкостным охлаждением, содержащая вал с закрепленными на нем по крайней мере одним несущим выпрямитель

элементом с.ободом и монтажной

пластиной, и элемент с соплом дпя разбрызгивания хладагента на выпрямитель, расположенным на расстоянии от вала меньшем, чем радиальное

расстояние от вала до обода 1J. Однако в такой машине охлаждение недостаточно эффективно. Целью изобретения является повышение эффективности охлаждения. Это достигается тем, что в предлагаемой машине несущий элемент и монтажная пластина выполнены со сквозным отверстием, имеющим наружн часть, расположенную на радигшьном расстоянии от вала большем, чем радиальное расстояние от вала до обод На фиг. 1 изображена описываемая электрическая машина, продольный ра рез на фиг. 2- поперечный разрез А-А на фиг.1. Синхронный генератор имеет корпу I,катушки обмотки якоря 2, прикреп ленные к корпусу, и вращающиеся основные обмотки с сердечником 3 возбуждения, прикрепленные к вращаю щемуся валу 4. На одном конце корпус вал установлен в подшипнике 5. Кром того, к корпусу генератора прикреплены распределенные по его окружност несколько обмоток б возбуждения воз бyдиfeля и объединенные с ними сердечники 7. При вращении вала мим сердечников 7 проходит несколько вращаюошхся сердечников 8 и обмоток 9 возбуда1тел$ ..Сердечники 8 и обмот ки 9 возбудителя прикреплены к вгшу 4 посредством шайбы 10. Шайба 10 имеет три расположенных с некоторым угловым промежутком несущих элемент II,отходящих наружу от кольца 12, прикрепленного к валу 4. Обычно кол цо 12 напрессовано на вал 4, так что шайба 10 вращается вместе с валом. Шайба 10 имеет также круглый обод 13,прикрепленный к несущим элементам 11 концентрично валу 4. Сердечники 8 прикреплены к наружной части обода 13, К несущим элементам 11 шайбы прикреплены также несколько (в данном случае три) расположенных с некоторым угловым промежутком проводящих монтажных пластин 14, в каждой из которых выполнено по два отверстия для установки выпрямительных диодов 15. Каждый диод 15 имеет выводную часть 16 и палец 17, проходящий сквозь монтажную пластину 14,так что диод может быть прикреплен к монтажной пластине при помощи гайки 18. Монтажная пластина 14 электрически изолирована от шайбы 10 посредством изолирующего материала 19, 20. Сердечник 8 возбудителя закреплен обычно по прессовой посадке на наружной поверхности обода 13. Крепление 21 служит для прикрепления мон тажной пластины 14 к сердечнику 8. Каждый из несущих элементов 11 имеет отверстие 22, сквозь которое проходят электрические соединители 23, служащие для электрического соединения выпрямительных диодов 15 с индуктором генератора. Для охлаждения генератора охлаждающее масло подак)т от внешнего источника по каналу 24. Часть подаваемого в генератор по каналу 24 охлаждающего масла направляют через отводной канал 25, который проходит сквозь корпус генератора примерно на таком же радиальном расстоянии от вала 4, что и вращающиеся диоды 15. При прохождении диодов 15 и монтажных пластин 14 мимо канала 25 струя хладагента выбрасывается под давлением через сопло 26 вдоль оси непосредственно на выпрямительные диоды и монтажные пластины. Поскольку выпрямительные диоды генерируют значительное количество тепла и выполнены из полупроводникового материала, для обеспечения б.ольшого 1 срока службы и получения оптимальных характеристик весьма важно поддерживать диоды насколько возможно холодными. Благодаря разбрызгиванию хлгщагента непосредственно на диоды 15 и монтгикные пластины 11, которые служат как теплоприемники для диодов, поддержание определенных температурных пределов для диодов внутри генератора значительно облегчается. Для предотвращения отложения осадка, содержащего металлические частицы, на внутренней поверхности обода 13 вследствие возникающей при вращении шайбы центробежной силы в монтажных пластинах 14 выполнено несколько расположенных с угловым промежутком проходов 27 для хладагента. Эти проходы расположены по центральной линии, совпадающей с ободом 13, так, что их наружные участки находятся радиально дальше от оси веша 4, чем обод, ив непосредственной близости от диодов 15. Такое размещение проходов 27 позволяет направленной по оси струе хладагента пересекать внутренний участок обода 13, благодаря чему предотвращается отложение шлама и других нежелательных частиц и повышается эффективность охлаждения маслом. В.конечном итоге охлаждающее масло в корпусе генератора падает под действием силы тяжести на дно корпуса, откуда оно может быть отведено при помощи соответствующих средств. Формула изобретения Электрическая машина с жидкостным охлаждением, например генератор с самовозбуждением, содержащая вал с закрепленным на ней по крайней мере одним несущим выпрямитель элементом с ободом и монтгикной пластиной, и элемент с соплом для раз.брызгивания хладагента на выпрямитель, расположенным на расстоянии от вала меньшем, чем радиальное

расстояние от вала до обода, о тличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения, несущий элемент и монтажная пластина выполнены со сквозным отверстием, имеющим наружную часть, ,расположенную на радиальном расстоянии от вала большем, чем радиальное расстояние от вала до обода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент aiJA 3629627, кл. 310-57, 1972.