Устройство для охлаждения электрической машины Советский патент 1981 года по МПК H02K9/19 

1

Изобретение относится к электромашиностроению , в частности к закрытым электрическим машинам, жестко сопряженным с зубчатым редуктором. .

Известна электрическая машина, содержащая статор и ротор, вал которого соединен с пристроенным к электрической машине зубчатым редуктором, размещенным в картере li.

Недостатком этого устройства яв- ляется невысокая эффективность охлаждения электрической машины.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для охлаждения 15 электрической машины, содержащее полый вал ротора, через который циркулирует жидкий хладагент, резервуар с жидким хладагентом, теплообменник и шестеренчатые насосы, соединенные 20 между собой трубопроводами 2.

Недостаток известного устройства его громоздкость, связанная с наличием специального резервуара с жидким хладагентом и электродвигателей для 25 привода насоса. Громоздкость устройства исключает возможность его использования на объектах со стесненными условиями размещения оборудования, например, на рудничных электровозах. 30

Цель изобретения - упрощение и сокращение габаритов устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для охлаждения электрической машины, содержащем полый вал ротора, через который циркулирует жидкий хлгщагент, резервуар с жидким хладагентом, теплообменник и шестеренчатые насосы, соединенные между собой трубопроводами, резервуар для хладагента выполнен в виде картера зубчатого редуктора, жестко соединенного с валом электрической машины, с использованием масла редуктора в качестве хладагента, причем шестеренчатые насосы размещены в картере редуктора и соединены с валом электрической машины через редуктор.

Для обеспечения циркуляции жидкого хладагента при различных направлениях вращения электрической машины каждый шестеренчатый насос выполнен с противоположным направлением вращения относительно другого, и их валы соединены с зубчатыми колесами редуктора через обгонные муфты с возможностью передачи энергии к валу только одного насоса при каждом из направлений вращения вала электрической маишны. На чертеже схематично показано предлагаемое устройство для охлаждения электрической машины, в частности тягового двигателя рудничного электро воза. Устройство содержит закрытый тяговый электродвигатель 1,жестко соеди ненный фланцевым соединением 2 с корпусом редуктора 3. В пустотелый вал 4 электродвигателя 1, условно показанный в разрезе, введена металлическая груба 5, разделяющая полость вала 4 на коаксиально расположённые внутренний б и наружный 7 каналы, сообщающиеся между собой у обратного редуктора 3 конца вала 4. Наружный канал 7 сообщается с полостью редуктора 3 через отверстия 8 в системах свободного конца вала 4. Свободный конец вала 4 введенный в полость редуктора 3,несет на себе зубчатое колесо 9, которое входит в зацепление с зубчатым колесом 10, закрепленным на промежуточной оси 11 редуктора 3. На оси 11, кроме того, установлено зубчатое колесо 12 входящее в зацепление с зубчатым колесом 13, установленным на оси 14 ко лесной пары 15. В нижней части полости редуктора 3 частично заполненной смазочным масло расположены шестеренные насосы 16 и 17, отличающиеся друг от друга тольк рабочим направлением вращения, которые через обгонные муфты 18 и 19 сое динены с зубчатыми колесами 20 и 21, входящими в зацепление с зубчатым ко лесом 10. К насосам 16 и 17 со сторон входа масла присоединены фильтры 22 и 23, а со стороны выхода масла обратные клапаны 24и 25, которые пр соединены к маслопроводу 26, соединяющему насосы 16 и 17 с теплообменником 27, установленным на корпусе редуктора 3. Теплообменник 27 соединен маслопроводом 28 с камерой 29, снабженной сальниковым уплотнением 30, в которую введен свободный конец вала 4. Устройство работает следующим образом. При движении электровоза вперед ва 4 тягового электродвигателя 1 сообщает вращение зубчатым колесам 9, 10 i2, 13, 20 и 21 и колечной паре 15. Зубчатые колеса 20 и 21 приводят во вращение внешние полумуфты обгонных муфт 18 и 19. Внешняя и внутренняя полумуфтш обгонной муфты 18, рабочее направление вращения которой соответствует направлению вращения зубча того колеса 20 при движении электро воза вперед, входят в зацеттение и передают момент вращения зубчатого колеса 20 насосу 16. Внешняя полу/ муфта обгонной муфты 19 не входит и зацепление с внутренней полумуфтой и вращаетсй вхолостую, не передавая вращения насосу 17Насос 16 через фильтр 22, очищающий смазочное масло от продуктов износа деталей редуктора, засасывает смазочное масло из полости редуктора 3 и через обратный клапан.24 нагнетает его в маслопровод 26, через который смазочное масло поступает в теплообменник 27, рассеивающий часть запасенного смазочным маслом тепла в окружающую атмосферу. Обратный клапан 25 препятствует протеканию потока масла в неработающий насос 17. Через маслопровод 28 охлажденное смазочное масло поступает в камеру 29 и далее в каналы 6 и 7 вала 4. При движении в канале 7 смазочное масло омывает стенки вала 4, отбирая часть тепла, выделяемого в тяговом электродвигателе 1. Нагретое смазочное масло вытекает из канала 7 вала 4 через отверстие 8 и стекает в нижнюю часть полости редуктора 3. При перемене направления движения электровоза нагнетание масла осу- ществляется насосом 17 с фильтром 23 и обратным клапаном 25, аналогично описанному выше для насоса 16.Циркуляция масла и охлаждение тягового электродвигателя при движении электровоза осуществляется непрерывно. Использование предлагаемого устройства позволяет упростить систему жидкостного охлаждения электрической машины путем исключения резервуара с жидким хладагентом и электродвигателей для привода шестеренных насосов с электроаппаратурой, относящейся к этим электродвигателям. Формула изобретения 1.Устройство для охлаждения электрической машины, содержащее полый вал ротора, через который циркулирует жидкий хладагент, резервуар с жидким хладагентом, теплообменник и, по меньшей мере, два шестеренчатых насоса, соединенные между собой трубопроводами, о тли ч.ающе е Ь я тем, что, с целью упрощения и сокращения габаритов устройства, резервуар для хладагента выполнен в виде картера зубчатого редуктора, жестко соединенного с валом электрической машины, с использованием масла редуктора в качестве хладагента, причем шестеренчатые насосы размещены в картере редуктора и соединены с валом электрической мшаины через редуктор. 2.Устройство по П.1, о т л и ча ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения циркуляции жидкого хладагента при различных направлениях вращения электрической машины, каждый шестеренчатый насос выполнен с противоположным направлением вращения относительно другого, а их валы соединены с зубчатыми колесами редуктора через обгонные муфты с возможностью передачи энергии к валу только одного насоса при каждом из найравленйй. вращения вала электрической машины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Алексеев А.Е. Конструкция электрических машин, М-Л., Госэнерго издат, 1958, с. 26, рис. 1-15. .

2.Патент США № 3075104,кл.310-54, опублик. 1963.

28

30