Электрическая машина Советский патент 1982 года по МПК H02K9/20 

54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ММЙИНА 1Изобретение относится к электроте нике, а именно к системе охлаждения закрытых электромашин. Известна электрическая машина с и парительным охлаждением, содержащая подшипниковый щит, ротор, включающий полый вал, тепловую трубу с концом, .расположенным за подшипниковым щитом, и радиатор-вентилятор, закрепленный на конце тепловой трубы 1 . Наиболее близкой к предлагаемой является электрическаямашина, которая включает полый вал, выполненный в виде тепловой трубы, полый вентилятор - теплообменник., неподвижно за,крепленный на конце вала и сообщаю щийся с полостью вала,причем в полости вентилятора помещен капиллярный насос 2 . Недостатком системы охлаждения яв ляется затрудненный и недостаточный возврат конденсата капиллярным насосом в зону подвода тепла при заторможенном роторе в некотором диапазон средних частот вращения и отсутствие всякой циркуляции конденсата при бол ших скоростях вращения ротора, что объясняется следующими причинами. При работе электрической машины пар конденсируется в полости вентилятора-теплообменника и образует капли жидкости на стенках полости.При неподвижном роторе весь конденсат стекает в нижнюю часть полости вентилятора и eib транспортировка из полости вентилятора в полость вала капиллярным насосом осуществляется только силами динамического напора потока пара против сил тяжести в нижней части капиллярного насоса. При вращении роторакапли конденсата под действием центробежных сил перемещаются в периферийную часть полости вентилятора-теплообменника и образуют кольцо конденсата. В этом случае возврат конденсата капиллярным насосом в полость вала происходит тоже под действием сил динамического напора потока пара против центробеж™ ных сил, которые возрастают с увеличением частоты вращения ротЬра { диапазон средних частот вращения) и.тем са ым-снижают :объем поступившего конденсата в зону испарения (полость вала) . Силы динa ичecкoгo напора потока пара, зависящие от объема поступившего конденсата в зону испарения и условий теплообмена в испарителе, с увеличением частоты вращения ротора ослабевгиот, поскольку снижается объем конденсата, поступившего в полость вала. Вдиапазоне больших скоростей силы динамического напора потока пара оказываются меньше центробежных сил и система охлаждения становится неработоспособной. Таким образом, система охлаждения неработоспособна при высоких частотах вращения ротора, малоэффективна диапазоне средних частот вращения И при заторможенном роторе. Цель изобретения повышение эффективности охлажя ения закрытых электрических машин с капиллярным насосом в полости вентилятора при любых частотах рращения ротора путем повышения эффективности действия ка пиллярного насоса. Указанная цель достигается тем, что в электрической машине с испарительным охлаждением, содержащей корпус, статор с обмоткой, ротор и выполненные с полостями , сообща.ющимися между собой, вал и вентилятор-теплообменник, причем в полости вентилятора-теплообменника установлен капиллярный насос, осуществляющ циркуляцию охлаждающей жидкости меж ду указанными полостями)Капиллярный насос расположен между двумя то копроводящими цилиндрами, имеющими области соприкосновения с капиллярным насосом множество мельчайших отверстий и подключенными к источни ку постоянного тока. Начертеже схематично изображена электрическая машина. . Закрытая электрическая мавшна имеет корпус 1, пакет 2 статора и ротор 3 с пусготелым валом 4. На ко це вала 4 установлен пустотелый вен лятор-теплообменник 5 с капиллярным насосом б, имеющим форму цилиндра. Капиллярный насос 6 размещен между токопроводящими цилиндрами 7 и 8, - имеющими в области соприкосновения с капиллярным насосом множество мел чайших отверстий 9. Цилиндры соединены проводниками 10 с источником постоянного напряжения 11, располож ным на валу 4. Система охлаждения электрической . машины работает следующим образом. При вращении ротора вал нагревается, охлаждающая жидкоЬть вскипает и, превращаясь в пар, устремляется в полость вентилятора-теплообменника и конденсируется на его стенках. При конденсации пара тепло передает через стенки вентилятора наружу. По действием центробежных сил конденса сосредотачивается в периферийной по лости вентилятора, образуя кольцо. Капиллярный насос под действием сил динамического напора потока пара перекачивает конденсат в зону кипения - на внутреннюю поверхность вала 4 , и цикл повторяется. Для усиления действия капиллярного насоса последний подвергается действию электрического поля. При этом используется явление электроосмоса. Электрическое поле образовано между цилиндрами, которые соединены провод 1иками с источником постоянного напря жения. Под действием электрического тока в капиллярном насосе имеет место вынужденное направленное движение жидкости в направлении электрического поля. Для того, чтобы охлаждающая жидкость свободно проходила через цилиндры, в Последних в местах соприкосновения их с капиллярным насо- . сом имеется множество мельчайших отверстий. Количество жидкости, проходящей через капиллярный насос под действием электрического поля, опре/(еляется величиной тока источника, причем жидкость проходит через капиллярный насос как при неподвижном роторе,так и при вращающемся. в целом количество жидкости, проходящей через капиллярный насос, определяется суммарным действием сил динамического напора потока пара и сил электрического поля. Так как сумма сил динамического напора потока пара и электрической силы поля всегда больше центробежной силы, противодействующей им, то обеспечивается интенсивная циркуляция теплоносителя при любой частоте вращения ротора, в том числе и при заторможенном роторе. Использование предлагаемого изобретения в сравнении с известным устройством позволяет улучшить условия охлаждения и тем самым уменьшить массу и габариты электрической машины. Формула изобретения Электрическая машина с испарительным охлаждением, содержащая корпус, статор с обмоткой, ротор и выполненные с сообщающимися между собой полостями вал и вентилятор, причем в полости последнего размещен капиллярный насос, осуществляющий циркуляцию охлаждающей жидкости между указанными полостями, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения, она снабжена двумя подключенными к источнику постоянного тока токопроводящими цилиндрами, между которыми расположен упомянутый капиллярный насос и которые

в зоне сопряжения q капиллярным насосом имеют отверстия. ; Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 618821, кл. Н 02 К 9/20, 1978.

2.Авторское свидетельство СССР 499631, кл. Н 02 К 9/20, 1976.

К