Электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения

Электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ с жидкостным охлаждением, содержащий корпус, ярмо, полюса и катуш10 32 22 321JZ ки прямого и обратного хода, размещенные вдоль оси электродвигателя на кольцевых каркасах с образованием между соседними каркасами кольцевых полостей для циркуляции охлаждающей жидкости, сообщающихся с напорным и сливным коллекторами, .отличающийся тем, что, с целью улучщения охлаждения, каждая катущка разбита на ряд концентрических секций с кольцевыми зазорами между секциями, секции размещены с зазором по отношению к поверхностям кольцевых каркасов, причем зазоры заполнены диэлектрическим теплоносителем , например трансформаторным маслом . (Л СХ) 4 05 Фиг. 1 13 2 83а333527

...Я0„„1081746

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ в

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPGHOhhV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

А Б 57 . уд;,урр

7 2 У

1 28УЮ 2 /вР

CO

4ь

17

52

Ф2

15"

1У 4 J ю вввввв"

1D 72 22ФУ2112 8 2Ф18РИУ.У/27

А Б (21) 3403899/24-07 (22) 02.03.82 (46) 23.03.84. Бюл. № 11 (72) К. М. Дусалиев (71) Институт горного дела АН Казахской

ССР (53) 621.313.713 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 692016, кл. Н 02 К 33/12, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР № 782072, кл. Н 02 К 33/12, 1978. (54) (57) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО

ДВИЖЕНИЯ с жидкостным охлаждением, содержащий корпус, ярмо, полюса и катушки прямого и обратного хода, размещенные вдоль оси электродвигателя на кольцевых каркасах с образованием между соседними каркасами кольцевых полостей для циркуляции охлаждающей жидкости, сообщающихся с напорным и сливным коллекторами, .отличающийся тем, что, с целью улучшения охлаждения, каждая катушка разбита на ряд концентрических секций с кольцевыми зазорами между секциями, секции размещены с зазором по отношению к поверхностям кольцевых каркасов, причем зазоры заполнены диэлектрическим теплоносителем, например трансформаторным маслом, 1081746

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к электромагнитным машинам возвратно-поступательного движения, например молоткам.

Известен электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения, содержащий ярмо и корпус, между поверхностями которых имеется кольцевая полость — подводящий коллектор, секции катушек прямого и обратного хода с выполненными в них кольцевыми каналами для прохождения теплоносителя, полюса с отверстиями, камеры, заполненные теплоносителем, направляющую трубу, обратные клапаны (1).

Однако обмотки катушек размещены в камерах без зазора по отношению к поверхностям камер, поэтому при работе двигателя теплоноситель циркулирует только через кольцевые каналы, выполненные в обмотках, отверстия в полюсах и полости с торцевых сторон двигателя. При этом теплообмен части обмоток катушек в камерах, соприкасающихся с поверхностями ярма и полюсов, происходит за счет теплопроводности, а теплообмен витков катушек, омываемых теплоносителем, циркулирующим через кольцевые каналы в обмотках — за счет теплоотдачи. В этом случае наблюдается неравномерный нагрев различных участков обмоток электродвигателя.

Наиболее близким к изобретению является электромагнитный двигатель возврат но-поступательного движения с жидкостным охлаждением, содержащий корпус, ярмо, полюса и катушки прямого и обратного хода, размещенные вдоль оси электродвигателя на кольцевых каркасах с образованием между соседними каркасами кольцевых полостей для циркуляции охлаждающей жидкости, сообщающихся с напорным и сливным коллекторами. Охлаждение обмоток секций катушек производится жидкостью, циркулирующей через кольцевые полости (2) .

Однако такое охлаждение обмоток секций катушек также недостаточно эффективно, что приводит к ненадежной работе электродвигателя.

Целью изобретения является улучшение охлаждения электродвигателя.

Указанная цель достигаетсц тем, что в электромагнитном двигателе возвратнопоступательного движения с жидкостным охлаждением, содержащем корпус, ярмо, полюса и катушки прямого и обратного хода, размещенные вдоль оси электродвигателя на кольцевых каркасах с образованием между соседними каркасами кольцевых полостей для циркуляции охлаждающей жидкости, сообщающихся с напорным и сливным коллекторами, каждая катушка разбита на ряд концентрических секций с кольцевыми зазорами между секциями, секции размещены с зазором по отношению к поверхностям кольцевых каркасов и ярма, причем зазоры заполнены диэлектрическим теплоносителем, например трансформаторным маслом.

Предлагаемое решение обеспечивает взаимное перемещение в кольцевых каркасах нагретых в центральной части масс теплоносителя (трансформаторное масло) с холодными массами, соприкасающимися с поверхностями ярма и кольцевых каркасов. Перемешивание происходит из-за разницы в плотностях нагретых и холодных масс теплоносителя.

На фиг. 1 показан электромагнитный двигатель с возвратно-поступательным движением, продольный разрез; на фиг. 2— разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез

Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез В-В на фиг. ?.

Электромагнитный двигатель содержит корпус 1 с выполненными в его теле каналами 2 и 3 и подводящим патрубком 4, ярмо

5, установленное в полости корпуса 1 с радиальными каналами 6-9, продольными каналами 10 и 11 и отверстиями 12 — 14.

В ярме 5 последовательно вдоль оси размещены кольцевые каркасы 15 — 18 с

25 фланцами, в которых выполнены отверстия

19 — 26. Между внутренней цилиндрической поверхностью корпуса 1 и наружной поверхностью ярма 5 образована кольцевая полость — подводящий коллектор 27. Кольцевые каркасы 15 — 18 плотно контактиру 0 ют с внутренней цилиндрической поверхностью ярма 5 и образуют кольцевые камеры 28-31, в которых размещены с зазором по отношению к поверхностям кольцевых каркасов и ярма обмотки секции катушек

32 и 33 прямого хода и обмотки секции катушек 34 и 35 обратного хода. Обмотки катушек 32 — 35 разбиты на концентрические секции с зазорами 36-39 между секциями.

Камеры 28 — 31 радиальными каналами

6 — 9 в ярме 5 и каналами 2 и 3 в теле кор4п пуса 1 сообщены с атмосферой через обратные клапаны 40 и 41, которые установлены на корпусе 1.

Зазоры 36 — 39 между концентрическими секциями обмоток обеспечиваются прокладками из изоляционных материалов, напри45 мер дерева, а зазоры обмоток относительно поверхностей кольцевых каркасов 15 — 18— посредством прокладки из диамагнитного материала, например нержавеющей стали.

Фланцы кольцевых каркасов 15 — 18 образуют кольцевые полости 42 — 45.

Двигатель также содержит полюсы 46—

49, направляющую трубу 50, на наружной поверхности которой имеются продольные выступы 51 с кольцевыми проточками 52.

Наружная поверхность трубы 50 с внутренней цилиндрической поверхностью кольцевых каркасов 15 — 18 образуют полость— отводящий коллектор 53, который сообщается с каналом 54 в полюсе 46.

1081746

15 !

3

Фланцы полюса 48, в которых выполнены отверстия 55 и 56 с полюсом 47 образуют кольцевую полость 57. Кольцевые полости 42 — 45, а также полость 57 с одной стороны сообщены с подводящим коллектором 27, с другой стороны — с отводящим коллектором 53.

Кольцевые каркасы 15-18 и направляющая труба 50 выполнены из диамагнитного материала.

При работе двигателя охлаждающая жидкость постоянно поступает через патрубок 4 в подводящий коллектор 27 и далее через продольные каналы 10 и 11 в ярме 5, отверстия 19 и 25 на фланцах кольцевых каркасов 15 и 18 в кольцевые полости 42 и 45. Одновременно охлаждающая жидкость из коллектора 27 через отверстия

12 — 14 в ярме 5, отверстия 21 и 23 на фланцах кольцевых каркасов 16 и 17 и отверстия

55 в полюсе 48 поступает в кольцевые полости 43, 44 и 57. Из полостей 42, 43, 57, 44 и 45 охлаждающая жидкость через отверстия 20,22,56,24 и 26 выходит в отводящий коллектор 53 и далее через канал 54 в полюсе 46 попадает в дренаж.

Сечение канала 54 в полюсе 46 и сечение подводящего патрубка 4 подобраны так, чтобы расход охлаждающей жидкости через канал 54 был меньше, чем через патрубок 4, вследствие чего охлаждающая жидкость, постоянно циркулирующая, полностью омывает поверхность ярма 5 и кольцевых каркасов 15 — 18 со стороны подводящего коллектора 27, кольцевых полостей 42,43,57,44, 45 и отводящего коллектора 53. Питание катушек двигателя при его работе осуществляется импульсами тока, которые поочередно подаются в обмотки электромагнитов. При этом наибольшее количество потребляемой из сети энергии расходуется на тепловые потери в элементах электромагнитов и особенно на тепловые потери в обмотках катушек.

Пусть импульс тока подается в обмотки секции катушек 34 и 35 обратного хода.

При нагреве обмоток секции катушек 34 .и 35, в которых. выполнены зазоры 38 и 39, размещенных в камерах 30 и 31 с зазором по отношению к поверхностям кольцевых каркасов 17 и 18 и поверхности ярма 5, теплоноситель — трансформаторное масло, которым заполнено свободное пространство

4 камер 30 и 31, перемешивается из-за разных плотностей нагретых масс в центральной части обмоток и холодных масс, соприкасающихся с поверхностями ярма 5 и кольцевых каркасов 17 и 18. При этом поверхности ярма 5 и кольцевых каркасов 17 и 18 со стороны подводящего коллектора 27, кольцевых полостей 57, 44 и 45 и отв0дящего коллектора 53 омываются постоянно циркулирующей жидкостью. Следовательно, интенсивное перемешивание нагретой в центральной части обмоток катушки массы масла с уже холодными массами около поверхностей ярма и кольцевых каркасов улучшает передачу тепла от нагретых обмоток через стенку охлаждающей жидкости (воде). Теплообмен происходит путем теплопередачи.

Коэффициент теплоотдачи при конвекционном (перемешивающемся) теплообмене минерального (трансформаторного) масла в 15-20 раз больше, чем у воздуха. Поэтому масло, которым заполнено свободное пространство камер 30 и 31, облегчает условия охлаждения обмоток секции катушек 34 и 35 благодаря выполненным в них зазорам 38 и 39 и размещению их с зазором по отношению к поверхностям ярма и кольцевых каркасов. Кроме того, масло повышает электрическую прочность изоляционных материалов обмоток катушек.

Для предохранения масла от окисления при его соприкосновении с воздухом, а также при возможном объемном расширении масла в камерах 30 и 31 (28 и-29) при изменениях нагрузки предусмотрен обратный клапан 41 (40), сообщающий камеры

30 и 31 (28 и 29) через канал 3(2) и радиальные каналы 8 и 9 (6 и 7) с атмосферой,.

Так же происходит охлаждение обмоток секций катушек 32 и 33 прямого хода при подаче на них импульса тока.

Таким образом, заполнение свободного пространства кольцевых каркасов теплоносителем, размещение обмоток секций катушек в них с зазором по отношению к поверхностям кольцевых каркасов и поверхности ярма и разбиение обмоток катушек на ряд концентрических секций с зазорами между секциями улучшает условия охлаждения увеличивает электрическую прочность изоляционных материалов, увеличивает мощность электродвигателя.

1081746

А — А

В-В

Редактор О. Юрковецкая

Заказ 1561/49

Составитель А. Воинов

Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4