Устройство для вентиляции синхронных электродвигателей

Устройство для вентиляции синхронных электродвигателей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 21d, 550

928 ссср

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа Лб 92

М. И. Земляной, А. А. Минаев, В. И. Поликовский, В. М. Бизня, И. М. Радин, В. E. Матюков, Н. С. Колпенский и О. И. Павлухин

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЕНТИЛЯЦИИ СИНХРОННЫХ

ЭЛ ЕКТРОДВ И ГАТЕЛ ЕЙ

Завалено 22 марта !961 г. за № 722782/24 — 7 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 20 за 1981 г.

Известны устройства для вентиляции синхронных электродвигателей, у которых холодный воздух нагнетается в камеру между корпусом машины и спинкой статора и проходит через радиальные каналы и зазор машины в межполюсные каналы ротора.

В отличие от известного, с целью улучшения охлаждения машины, применен закрепленный на роторе центробежный вентилятор (вентиляционный компенсатор), предназначенный для компенсации прогиводействия ротора движению воздуха из статора, вследствие чего обеспечивается требуемая аэродинамическая характеристика вентиляционной сети. Для создания радиально-аксиального движения воздухз в противоположных направлениях используются два вентиляционных компенсатора, расположенных по обоим торцам ротора. Для создания встречной аксиально-радиальной системы вентиляции используется один вентиляционный компенсатор, расположенный на одном из торцов ротора. В случае использования синхронного электродвигателя для приводов с маховиком, вентиляционный компенсатор расположен на внутренней торцовой стороне маховика и используется также для нагнетания воздуха в камеру между корпусом и спинкой статора. Вышеописанные устройства применяются в системах самовентиляции или принудительной вентиляции синхронных двигателей.

На фиг. 1 изображена схема встречной радиальной системы вентиляции; на фиг. 2 -- схема аксиально-радиальной встречной вентиляции; на фиг. 3 †. схема подачи воздуха в камеру корпуса статора при встречной принудительной вентиляции; на фиг. 4 — схема самовентилирующейся машины со встречной аксиально-радиальной системой вентиляции и с высоконапорным вентилятором; на фиг. 5 — схема самовентилирующейся машины со встречной аксиально-радиальной вентиляцией и с вентилятором, расположенным на маховике. № 141-928 — 2—

«! »

Для охлаждения синхронных электродвигателей как самовентилирующихая, так и с Йриоудртельной подачей воздуха от постороннего вентилятора 1, расположйннрго вне машины, применяются, главным образом, радиальная и аксиально-радиальная системы вентиляции. При этом охлаждающйй" воздух под действием давления, развиваемого напорными . элементами -машины — вентиляторами и ротором 2, проходит через междуполюсные окна ротора и поступает из зазора в ра диальные каналы статора 3 и далее на спинку статора, охлаждая сердечник и пазовую часть обмотки. Одновременно часть воздха, выходящего из вентиляторов, охлаждает лобовые соединения 4 и также выходит на спинку статора. В тихоходных синхронных двигателях охлаждение, выполненное по такой схеме, недостаточно, поэтому обмогки перегреваются, а это приводит к преждевременному разрушению изоляции.

Для осуществления более эффективного охлаждения холодный воздух поступает не с торцов .ротора, а со спинки статора, При встречной подаче воздуха статор представляет собой распределенное сопротивление типа решетки, и воздух равномерно распреЬ деляется по всем каналам статора и движется в радиальном направлении к зазору машины. По выходе в зазор воздух равномерно закручивается полюсами ротора и под действием избыточного давления со стороны спинки статора входит в междуполюсные окна, откуда выбрасывается с двух сторон в помещение или под щиты машины. При этом происходит уменьшение скорости вращения потока, и часть энергии закрутки используется для создания статического давления, действующего в направлении потока.

Для обеспечения устойчивости работы вентиляционной схемы и получения нормальной внешней аэродинамической характеристики встречная схема вентиляции выполнена в двух вариантах:

1) Встречная радиальная (фиг. 1), применяемая для длинных синхронных двигателей.

2) Встречная аксиально-радиальная (фиг. 2), применяемая для к>ротких синхронных двигателей, В этих схемах воздух, подаваемый в камеру 5 корпуса статора, имеет статическое давление более высокое, чем статическое давление в зазоре. При выходе из статора поток разделяется на две струи; одна струя (аксиальная), через окна в стойке выходит в камеру лобовых соединений и далее попадает в междуполюсные окна; другая струя (радиальная), пройдя через радиальные каналы статора, поступает в зазор машины и междуполюсные окна. В данной схеме, как и в предыдущей, может быть частично использована закрутка потока воздуха на выходе. Подача воздуха в камеру корпуса статора в случае принудительной вентиляции показана на фиг. 3, в случае самовентиляции — на фиг. 4 и 5. Для обеспечения устойчивости работы схемы применень компенсаторы 6 напора ротора, представляющие собой закрепленные на роторе машины центробежные вентиляторы.

Для осуществления аксиально-радиальной схемы вентиляции фиг. 4, в случае самовентиляции машины, основным напорным элементом является высоконапорный центробежный вентилятор 7 с загнутыми вперед лопатками и лопаточным направляющим аппаратом 8

В схеме на фиг. 5 основным напорным элементом является центробежный вентилятор 9, установленный на маховике 10, Вентилятор 9 создаеч разряжение, позволяющее осуществить встречную аксиально-радиальную схему вентиляции.

¹ 141928

Встречная аксиально-радиальная схема вентиляции обеспечивает лучшее. по сравнению с радиальной схемой, охлаждение обмотки ротора. При этом холодный воздух подается непосредственно к наиболее горячим поверхностям и более равномерно распределяется по радиальным каналам статора. Увеличиваются поверхности охлаждения за счет эффективного использования поверхности спинки статора и более равномерного распределения скоростей потока по поверхности пакетов сердечника внутри радиальных каналов статора. Увеличивается турбулентность потока воздуха в зазоре и лучше происходит заполнен«е воздухом междуполюсных окон.

При применении компенсаторов напора ротора мощность вентилятора расходуется только на повышение давления, относительно давления за ротором и, следовательно, для преодоления центробежных сил ротора не требуется ни повышения напора, ни увеличения мощности вентилятора. Более того, часть энергии закрученного воздуха преобразуется в статическое давление при раскрутке потока за компенсаторами напора.

Предложенное устройство для вентиляции прошло проверку и рекомендуется для внедрения.

Предмет изобретения

1. Устройство для вентиляции синхронных электродвигателей, у которых холодный воздух нагнетается в камеру между корпусом машины и спинкой статора и проходит через радиальные каналы и зазор машины в междуполюсные каналы ротора, о тл ич а ю щ ее с я тем, что, с целью улучшения охлаждения машины, применен закрепленный на роторе центробежный вентилятор (вентиляционный компенсатор), предназначенный для компенсации противодействия ротора движению воздуха из статора, вследствие чего обеспечивается требуемая аэродинамическая характеристика вентиляционной сети.

2. Устройство по п. 1, отл и ч а ю ще ес я тем, что применены два расположенных по обоим торцам ротора вентиляционных компенсатора, создающих радиально-аксиальное в противоположных направлениях движение воздуха (встречная радиальная система вентиляции).

3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я применением одного вентиляционного компенсатора, расположенного на одном из торцов ротора и создающего радиально-аксиальное в одном направлении движение воздуха (встречная аксиально-радиальная система вентиляции).

4. Устройство по пп. 1 и 3, предназначенное для приводов с маховиком, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что вентиляционный компенсатор расположен на внутренней торцовой стороне маховика и используется также для нагнетания воздуха в камеру между корпусом и спинкой статора.

5. Применение устройства по пп. 1 — 4 в системах самовентиляции или принудительной вентиляции синхронных двигателей.

Л 141928

Фиг!

Фиг 2 № 141928 № 141928

Уиг Ф

Уиг 5

Составитель А. С. Акимов

Формат бум. 70К108 /,в

Тира>к 930

ЦБТИ при Комитете по делам изобретений и при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М. Черкасский пер., д

Объем 0,52 изд л.

Цена 4 гоп.

Подп к печ. 17.11-62 г

Зак 12846 открытий

2/6.

Типография ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР, Москва, Петровка, 14.

Редактор М. П. Золотарев Техред Т. П. Курилки Корректор Ю. М. Федулова