Закрытая обдуваемая электрическаяМАшиНА C иСпАРиТЕльНыМ ОХлАждЕНиЕМ Советский патент 1981 года по МПК H02K9/20 

(54) ЗАКРЫТАЯ ОБДУВАЕМАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА С ИСПАРИТЕЛЬНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ

некотором диапазоне средних частот вращения и отсутствие всякой циркуляции конденсата при низких- частотах вращения ротора. При вращении ротора конденсат образует вращающееся кольцо с частотой вращения гораздо меньшей частоты вращения вентилятора из-за скольжения конденсата относительно поверхности, открытые трубки в полости вентилятора подвергаются динамическому напору вращающегося кольца конденсата. В диапазоне средних частот вращения ротора наблюдается такой момент, когда силы динамического напора соизмеримы с силами гидравлического сопротивления трубок и полостей возвратных каналов. Возврат конденсата в полость вала по трубкам, расположенным в верхней части полости вентилятора, происходит под влиянием сил тяжести конденсата и сил динамического напора против сил гидравлического сопротивления. По трубкам, находящимся в нижней части полости вентилятора, циркуляции конденсата не будет, поскольку силы гидравлического сопротивления и тяжести конденсата больше сил динамического напора. При более низких частотах вращения ротора центробежные силы проявляются слабо и весь объем конденсата расположен в нижней части полости вентилятора теплообменника, а поскольку конденсат и трубки неподвижны относительно друг друга, то силы динамического напора равны нулю и в полость вала конденсат не поступает. Таким образом в этом устройстве система охлаждения неработоспособна при низких частотах вращения ротора и малоэффективна в диапазоне средних частот вращения.

Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения закрытых обдуваемых электрических мащин с испарительным охлаждением при любых частотах вращения ротора.

Указанная цель достигается тем, что эле.менты напорного узла выполнены в виде двух рядов спиральных лопаток, внутренний цилиндр выполнен укороченным, каждый ряд лопаток закреплен в одном из цилиндров, цилиндры в полости вентилятора снабжены коническими частями, обращенными расщирениями в сторону полости вала, а лопатки сопряжены с цилиндрами по касательной.

При этом внутренняя поверхность полости вентилятора в периферийной части снабжена лопатка-ми.

На фиг. 1 изображена закрытая обдуваемая электрическая мащина с испарительным охлаждением, продольный разрез; на фиг. 2 - вентилятор-теплообменник, поперечный разрез.

Двигатель имеет оребренный корпус 1, пакет статора 2 с обмоткой 3, ротор 4 с полым валом 5- На конце вала установлен на подшипнике 6 вентилятор-теплообменник 7 с независимым приводом 8. В периферийной части полости вентилятора расположены

внутренние лопатки 9 для вращения охлаждения конденсата. Вентилятор-теплообменник состоит из двух частей; основного диска 10, размещенного на валу, и кожуха 11 с. вентиляторными лопатками 12. Обе части

соединены между собой через уплотнительную прокладку 13. В полости вала неподвижно укреплены во втулках 14 с отверстиями для прохождения пара коаксиальные цилиндры 15 и 16с внутренним укорочением, причем оба цилиндра конусообразно расщирены в полости вентилятора в стороны зоны испарения и имеют со стороны противоположной вентилятору отверстия 17. Желобообразные спирально изогнутые возвратные лопатки 18 сопряжены с коаксиальными цилиндрами по касательной, а в месте соединения с цилиндрами имеются отверстия 19 для поступления конденсата. В каждом цилиндре укреплен один ряд лопаток. Для герметизации полости вентилятора установлены прокладки 20.

Система охлаждения электрической машины работает следующим образом.

При вращении ротора электрической машины вал нагревается, теплоноситель, находящийся в полом валу и распределенный по внутренней поверхности, вскипает и, превращаясь в пар, устремляется в зону конденсации - полость вентилятора-теплообменника. Пар, конденсируясь на стенках вентилятора, отдает через них тепло охлаждающему воздуху. Под действием центробежных сил конденсат сосредотачивается в периферийной части полости вентилятора, образуя кольцо, приводимое во вращение внутренними лопатками вентилятора. Вращающиеся желобообразные спирально изогнутые возВратные лопатки захватывают охлажденный конденсат и под действием больших сил динамического напора направляют в коаксиальный цилиндр и далее в зону кипения - на внутреннюю поверхность вала. Для придания направленного ускорения

0 конденсату коаксиальные цилиндры в зоне полости вентилятора расширены в сторону, противоположную вентилятору. При возникновении режима короткого замыкания, когда происходит аварийное заклинивание вала, и нагрев электрической мащины резко усиливается - система охлаждения остается работоспособной. Независимое вращение вентилятора-теплообменника с достаточной частотой (например 3000 об/мин) создает сильные силы динамического напора, под

0 действием которых конденсат по неподвижным спиралеобразным лопаткам подается в полость вала. В случае выхода из строя двигателя независимого привода вентилятора, т. е. когда вентилятор-теплообменник не вращается и весь конденсат сосредоточен в

5 нижней части полости вентилятора, система охлаждения машины сохраняет свою работоспособность. Конденсат забирается возвратными лопатками за счет их спиралеобраз