Ротор электрической машины Советский патент 1982 года по МПК H02K3/46 H02K1/26 

Изобретение относится к электрическим машинам, обмотка возбуждения которых размещена на роторе и вьтолн на в виде многослойной спирали, продольная ось которюй совпадает с продольной осью ротора, и может быть использовано, в часности, в машинах с когтеобразньми полюсами и в униполярных машинах. Известен ротор униполярной электрической машины, в котором продольная ось обмотки возбуждения совпадает с продольной осью ротора, а закрепление витков относительно каркаса и между собой произведено посредством сил трения 1. Известен также ротор электрической машины, содержащий несущую часть на которой закреплен цилиндрический каркас с обмоткой возбуждения, выполн1енной с продольной осью ротора. С целью предотвращения проворачивани обмотки относительно каркаса, на внутренней поверхности его цилиндрической части выполнены два продольных выступа, смещенные относительно друг друга на 180 2. Недостатком известной конструкции является слабое закрепление витков обмотки, так как удерживакйцие усилия передаются от несущей части через соседние витки, которые сами :п6Двержвны провороту, и эллипсность витков обмотки, получаемая при посадке каркаса с обмоткой на несущую часть, как известно, с увеличением наружного диаметра обмотки уменьшается . Особенно это проявляется при большой разнице между внутренним и наружным Диаметрами. Другим недостатком является плохое охлаждение внутренних витков, так как хладагент огллвает, только наружную цилиндрическую часть обмотки возбуждения, вследствие чего охлаждаются только наружные витки обмотки, а внутренние охлаждаются плохо из-за сплошной намот си витков. Эти недостатки «умерьшают надежность конструкции ротора, особенно ПРИ выполнении роторов машин большой мощности. Цель, изобретения - повьииение надежности конструкции ротора. Для достижения этой цели ротор, содержащий несущий цилиндр и закрепленную на нем охлаждаемую многослойную ,спиральную обмотку с продольной осью, совпадающей с продольной осью ротора, снабжен расположенными меяЕДу слоями обмотки дополнительными несущими цилиндраи 1и, сопряженными вну. ренней поверхностью с витками обмотки, причем все цилиндры выполнены со спиральными пазами, в которых размещены витки каждого слоя обмотки и между смежными витками каждого слоя расположены спиральные каналы для прохода хладагента.

При этом пазы цилиндров и витки обмоток могут иметь одинаковое поперечное сечение, и каждый внешний цилиндр может быть выполнен сопряженным с внутренним/ на наружной поверхности которого расположены упомянутые каналы.

Кроме того, ротор можетбыть выполнен с дополнительньтми каналами дл прохода хладагента, расположенными н внутренней поверхности каждого из дополнительных цилиндров.

На фиг, 1 показан ротор, в которо дополнительные цилиндры сопряжены внутренней поверхностью с витками обмотки, продольный разрез на фиг, 2

-ротор, в котором пазы цилиндров и витки обмоток имеют одинаковое поперечное сечение, продольный разрез; н фиг, 3 - ротор, в котором выполнены дополнительные каналы для прохода хладагента, продольный разрез; на фи

4 - разрез-А-А на фиг. 2} на фиг, 5

-диаграмма расположения проворачи- вгиощей силы.

На несущем цилиндре 1, закрытом с обеих сторон хвостовиками, закреплены от проворачивания одним из известных способов, например при помоиш радиальной шпонки 2, дополнительные несущие цилиндры 3, на наружной поверхности ко.торых выполнены спиральные пазы, в которые уложены витки 4 каждого слоя обмотки возбуждени Дополнительные цилиндры 3 внутренней поверхностью сопряжены с витками 4 обмотки. Смежные витки 4 образуют между собой спиральные каналы 5 для прохода хладагента, В хвостовиках б и 7 несущей части ротора выполнены каналы 8 и 9 соответственно для подачи и слива хладагента,

В случае резко реверсивных режи.мой работы, с целью улучшения закре пления витков, пазы цилиндров .и ВМтков обмоток имеют равное сечение и каждый внешний цилиндр выполнен соп ряженным с внутренним, а на внешней пэверхности каждого циJiиндpa между витками 4 распюложены каналы 5 для прохода хладагента. Для улучшения оклаждения, увеличения поверхности контакта цилиндра 3 с хладагентом , каналы 5 могут быть дополнительно выполнены и на внутренней поверхности каждого цилиндра..Для уменьшения величины зазоров и уменьшения необходимой намагничивающей силы обмотки возбуждения несущая часть может быть выполнена в виде вала с цилиндрическим сердечником. Закрепление витков 4 обмотки возбуждения обеспечивается трением поверхностей витков о несущие цилиндры; трением витков о боковые поверхности паза; упором крайнего витка 4 продольной жесткости на сжатие всех витков, расположенных на цилиндре.

За счет трения о боковые поверхности паза осуществляется самоторможение витков. Это поясняется диаграммой разложения поворачивающей силы F, действующей на виток в точке, перпендикулярной радиусу ОВ, на составляющие силы F - касательную к спиреши, и F. прижимает виток к спинке паза и создает тормозящее трение тем большее, чем больше проворачивающая сила, что повышает надежность ротора,

Эффективное охлаждение обеспечено тем, что тепло отводится по всей длине поверхности витка через охлаждемые хладагентом несущие цилиндры, а в случае больших токовых нагрузок и необходимости интенсивного охлаждения - непосредственно с его поверхности. Для охлаждения может быть использован как газообразный, так и жидкий хладагент. Непосредственное закрепление витка, разделение и отделение отдельно каждого слоя обмотки .возбуждения непосредственно увеличивают надежность ротора.

Формула изобретения

1.Ротор электрической машины, содержащий несу|дий цилиндр и закрепленную На нем охлаждаемую многослойную спиральную обмотку с продольной осью, совпсщающей с продольной осью ротора, отличаю щи.йся

тем, что,, с целью повышения надежности, он снабжен расположенными между слоями обмотки дополнительными несущими цилиндрами, сопряженными внутренней поверхностью с витками f обмотки, причем все цилиндры выполнены со спиральными пазами, в которы размещены витки каждого слоя обмотки и между одежными витками каждого ло расположёны спиральные каналы для прохода хладагента,

2,Ротор по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что пазы цилиндPOJB и витки обмоток имеют одинаковое поперечное сечение, и каждый внешний цилиндр выполнен сопряженным с внутренним, на наружной поверхности которого распрложены упомянутые каналы,

3 , :р6тои по п. п, 1 и 2, отличающийся тем, что он выполнен с -дополнительными каналами для

прохода хладагента,, расположенными на внутренней поверхности каждого из дополнительных цилиндров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССРпо заявке 2064084/24-07, кл.Н02К 3/46, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР 373818, кл. Н02 К 3/46, 1974.

hr

л /J

Фил. I