Электрическая машина Советский патент 1981 года по МПК H02K9/19 

(54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано преимущественно при создании крупных электрических машин с непосредственным охлаждением сердечника и обмотки статора, например турбогенераторов, Известны электрические машины с жидкостным непосредственньщ,. .охлаждением сердечника и обмотки статбра. В этих машинах охлаждающаяся жидкость циркулирует цо каналан, выполнен ным в отдельных элементах, нйпримёр трубках, сегментах, расположенных в радиальных либо в аксиальных каналах сердечника статора и обмотки. Конструкции. узлов охлаждения в этих машинах сложна, и из-за наличия многочисленных соединений имеет пониженную наден ность 1. Известна также электрическая машина с жидкостным охлаждением, содержащая ротор и статор, отделенный от ротора герметичной оболочкой, образующей камеры лобовых частей обмотки статора, сообщающиеся через осевые каналы статора и через расположенный снаружи статора коммуникационный трубопровод, снабженный охладителем и расширительным бачком 2, Эта принимается за прототип. Циркуляция жидкости осуществляется насосами, которые могут располагаться или внутри, или вне машинь и, естественно, требуют определенного расхода энергии. Кроме того, нал;ичие насосов с вращающимися элементами снижает надежность системы охлаждения электрической машины и КПД, Целью изобретения является повышение надежности и коэффициента полезного действия, Указанная цель достигается тем, что коммуникационный трубопровод снабжен нагревателем, распЪлож;енным в его нижней части между одной из упомяиутых камер и охладителем, . ....: При этом трубопровод в зоне расположения нагревателя и примыкающая к ней часть статора могут быть покрыты теплоизоляцией, I На чертеже изображена электрическая машина, общий вид. Внутренняя полость статора I герметично отгорожена от ротора 2 с помощью оболочки 3 и имеет две камеры 4 и 5 соответственно высокого давления и низкого, соединенные между собой с помощью охлаждающих осевых каналов 6, выполненных в сердечнике 7 статора, и каналов 8 в стержнях обмотки статора. От камеры 5 низкого давления отходит труба 9 коммуникационного трубопровода, в которой установлен нагреватель 10, соединенный с теплообменником 11, который, в свою очередь, соединен трубой 12 упомянутого трубопровода с камерой 4 высокого давления. В верхней точке всей гидравлической системы расположен расширительный бачок 13. Труба 9 и часть корпуса статора могут быть покрыты теплоизоляцией 14. Вся система заполнена охлаждающей жидкостью, уровень которой поддерживается в расширительном бачке 13.

Предлагаемая электрическая машина, если она, например, является турбогенератором, работает следуюнхим образом. Так как в настоящее время на станциях принята блочная система, то запуск турбогенератора полностью зависит от запуска блока 3 целом. Процесс запуска протекает следующим образом.

Включают в работу котлоагрегат, затем паровую турбину....

Нагреватель 10 включают за некоторое время до начала запуска турбины, приводящей во вращение турбогенератор. Через определенный период, необходимый для разогрева котла, турбины и ввода их в номинальный режим, турбогенератор подключают к сети. Через некоторое время после того, как генератор примет нагрузку, отключают нагреватель 10.

Работа системы охлаждения протекает следующим образом.

После включения нагревателя 10 нагревшиеся частицы охлаждающей жидкости начинают двигаться через теплообменник 11. В камере 5 создается пониженное по отношению к камере 4 давление. Под Действием создавшегося напора начинается переток охлаждающей жидкости из камеры 4 в камеру 5, в результате чего в камере 4 понижается давление и она будет заполняться охлаждающей жидкостью из трубы 12.

В системе начинает циркулировать охлаждаюЩая жидкость. После того как турбогенератор примет на себя нагрузку, выделяющиеся в нем тепловые потери будут поддерживать уже возникшую до этого циркуляцию охлаждающей жидкости. Дальнейшая циркуляция жидкости в установившемся направлении может происходить без участия нагревателя, который отключают. Тепловая изоляция на трубе 9 и частично на корпусе статора повышает эффективность циркуляционной системы. Отсутствие каких-либо движущихся элементов, которые имеются, например, при использовании циркуляционных насосов, существенно повышает надежность электрической машины.

Проведенные испытания предлагаемой машины подтверждают ее эффективность и надежность. Экономия на один турбогенератор за год работы составляет около

30 тыс. руб. Основной же технико-экономический эффект заключается в повышении надежности.

Формула изобретения

1.Электрическая машина с жидкостным охлаждением, содержащая ротор и статор, отделенный от ротора герметичной

оболочкой, образующей камеры лобовых частей обмотки статора, сообщающиеся через осевые каналы статора и через расположенный снаружи статора коммуникационный трубопровод, снабженный охладителем и расщирительным бачком, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и КПД, трубопровод снабжен нагревателем, расположенным в его нижней части между одной из упомянутых камер и охладителем.

2.Машина по п. 1, отличающаяс я тем, что коммуникационный трубопровод в зоне расположения нагревателя и примыкающая к ней часть статора покрыты теплоизоляцией.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Титов В. В. и др. Турбогенераторы. Расчет и консхру.юция, М., «Энергия, 1967,

с. 200.

2.Патент США № 3530320, кл. Н 02 К 9/19, 1967.

7

Л

W

2