Ротор электрической машины Советский патент 1982 года по МПК H02K3/24 H02K9/19 

1

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано для электрических машин (ЭМ) с жидкостным охлаждением.

Известен ротор ЭЙ, содержащий обмотку с лобовыми частями, бандаж, закрепляющий лобовые части. При этом между слоями лобовых частей расположен канал для пропускания хладагента И-10

Однако эта конструкция не применима для жидкостного охлаждения.

Наиболее близким к Предлагаемому является ротор с жидкостным охлажде- ,5 нием, содержащий обмотку с -лобовыми частями, бандаж, закрепляющий лобовые части и сопряженные с ними кольцевые теплоотводящие элементы с герметичными проточными полостями 2 . 20

Однако известная конструкция не обеспечивает одинаковые условия теплоотвода для верхнего и нижнего слоя лобовых частей обмотки якоря.

Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения лобовых частей обмотки ротора.

Поставленная цель достигается путем расположения между слоями лобовых частей теплоотводящих элементов, снабженных ребрами. При этом обмоткодержатель может быть выполнен с герметичными полостями, сообщающимися с полостями теплоотводящих элементов.

Наличие охлаждающих элементов увеличивает поверхность теплоотдачи от верхнего и нижнего слоев лобовых частей обмотки ротора и позволяет снизить температуру лобовых частей, уменьшить разницу температур между верхними и нижними слоями. Снижение температуры лобовых частей уменьшает потери в обмотке ротора и повышает КПД ЭМ, повьшает надежность работы ЭМ, устраняет местные перегревы об мотки.

На фиг. 1 представлен предлагаемый ротор коллекторной ЭМ; на фиг.23теплоотводящий элемент продольный разрез; на фиг. 3 вид с торца на тепло,отвоАящий элемент; на фиг. l вид на ребро с наружной стороны теплоот водящего элемента; на фиг.5 се чение по А-А:на фиг.6 - вид на ребро с внутренней стороны теплоотводящего элемента; на фиг.7 - сечение по В-В; на фиг. 8 - обмоткодержатель степлоотводящим элементом, продольный разрез; на фиг. 9 - сечение А-А на фиг.8. Ротор коллекторной ЭМ состоит из обмотки 1 якоря, сердечника 2 якоря, вала 3, коллектора Ц, переднего и заднего обмоткодержателей 5 и 6, теп лоотводящих элементов 7 и 8 установленных между верхним и нижним сло ями лобовых частей обмотки якоря. Теплоотводящие элементы 7 и 8 пред ставляют собой сварные цилиндрические втулки с внутренними полостями 9 и 10. Для удобства подвода и о вода охлаждающей жидкости, а также увеличения поверхности теплоотдачи на указанных элементах предусмотрены ребра 11 по наружной и внутренней поверхностям, выполненные по углом, равным углу отгиба лобовых частей, причем по наружной поверхно ти поворот соответствует направлени отгиба верхнего слоя лобовых частей обмотки якоря, а по внутренней поверхности направление отгиба нижнего слоя лобовых частейi Теплоотводящие элементы имеют каналы для под вода 12 и каналы для отвода 13 охлаждающей жидкости. Все соединения частей ротора для прохода охлаждающей жидкости осуществляются с помощью штуцеров с накидными гайками и трубками. В другом варианте ротора обмоткодержатель выполнен полым, причем его внутренняя полость разделена продольными перегородками Tt на область 15, к которой подводится охлаждающая жидкость; и область 16, и которой жидкость отводится. Соединение обмоткодержателя с охлаждающим элементом производится с помо1ды ребер 17, повернутых относительно .оси обмоткодержателя на угол, рааный углу отгиба нижнего слоя лобовых частей обмотки ротора. Подвод охлаждающей жидкости к внутренней области 15 обмоткодержателя.осущест вляется через отверстие 16, а подвод жидкости к внутренней полости 1 94 9 через отверстие 19) расположенное в ребрах 17- Отводится жидкость из полости 16 охлаждающего элемента че-. рез отверстие 20 в ребрах 17, а из области 21 обмоткодержателя через отверстие 22. В этом варианте ротора конструкция обмоткодержателей, совмещенных с охлаждающими элементами, сварная. Охлаждающая жидкость поступает через полый вал 3 отверстие 23. трубку 2 и канал 12 полости 10 теплоотводящего элемента 8. Через трубку 25 охламщаощая жидкость протекает в каналы 26 под сердечником якоря и ралее по трубке 27 через канал 12 теплоотводящего элемента 7 поступает в каналы 9- Отвод охлаждающей жидкости осуществляется через канал 13, трубку 28 и отверстие 29 в валу 3- Движение охлаждающей жидкости показано стрелками на фиг.1. 3 случае варианта ротора с использо.ванием обмоткодержателей, совмещенных с теплоотводящими элементами, движение охлаждающей жидкости отличается тем, что черезотверстие 30 жидкость поступает в области 15 обмоткодержателей. Из обмоткодержателей через от.верстия 19 в ребрах 17 жидкость протекает в полость 16 теплоотводящего элемента 7, из которой через отверстия 20 в ребрах 17 попадает в область 21 обмоткодержателя S- Отвод жидкости осуществляется через отверстия 22 и трубку 25 для обмоткодержателя 6, а для обмоткодержателя 5 через трубку 27. Использование теплоотводящих элементов снижает температуру лобовых частей, условия охлаждения которых затруднены и обмотки ротора в целом, и, следовательно, снижает местные перегревы, повышает срок службы изоляции; снижает величину омических потерь за счет снижения температуры обмотки ротора, и в первую очередь температуру лобовых частей и, следовательно, повышает КПД ЭМ; уменьшает массу обмотки ротора. Кроме того введение теплоотаодящих элементов, установленных между верхним и нижним слоями лобовых частей, будет складываться из снижения расхода электрической энергии, так как повышается КПД ЭМ, и из снижения расходов на ремонтные работы, так как повышается срок службы ЭМ. К этому следует также добавить снижение расхода активных материалов, и, следовательйо, снижение стоимости ЭН. Таким- образом, использование теплоотводящих элементов между верхним и нижним слоями лобовых частей обмотки ротора позволяет улучшить технико-эксплуатационные свойства ЭМ общепромышленного назначения. Особенно эффективно использование охлаждащих элементов для ЭМ специального назначения с высокими значениями удельных тепловых нагрузок. Все элементы и детали, из которых составлены охлаждающие элементы, освоены промышленностью, и поэтому не требуют дополнительных затрат и значительного изменения технологии при изготовлении ЭМ. Предлагаемая конструкция ротора ЭМ может быть исполь зована как для машин постоянного так и переменного тока. Формула изобретения 1. Ротор электрической машины с жидкостным охлаждением,содержащий обмотку с лобовыми частями,бандаж,зак репляющий лобовые части и сопряжеиныз с ними кольцевые теплоотводящие элементы с герметичными проточными . полостями,отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения, теплоотводящие элементы расположены . между слоями лобовых частей обмотки и снабжены по наружной и внутренней поверхностям ребрами, расположенными аналогично отогнутым верхнему и нижнему слоям лобовых частей обмотки. 2. Ротор поп.1,отличающ и и с я тем, что обмоткодержатели выполнены с герметичными полостями, сообщающимися с пoлocтяf4и теплоотводящих элементов, и снабжены рёб- рами, расположенными на поверхности сопряженной с лобовыми частями обмотки аналогично отогнутому слою лобовых частей, и каналами, соединяющими упомянутые герм етичные полости обмоткодержателей и теплоотводящих элементов и расположенными в ребрах обмоткодержателя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР Н 15А936, кл. Н 02 К З/г, 197. 2.Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 02 К 9/19, 1950.

/7 99 1 фуг, 2 вУ АA-ASff e Tf rjr. fmjmfmKm tfr ffffffi 0ff/. 0ff, fl .n фуг.& .д фуг. 7

фуг. 8 /f-/; гг 2f .9 г