Магнитопровод ротора электрической машины

Магнитопровод ротора электрической машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскитт

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.12.72 (21) 1854941/24-7 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 15.07.75. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 01.12.76 (51) Ч Кл. Н 02k 1/32

Государственный комитщ

Совета Министров СССР оо делам иэобретениВ и открытий, (53) УДК 621.313.713 (088.8) (72) Автор изобретения

Р. В. Оганян (71) Заявитель (54) МАГНИТОПРОВОД РОТОРА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

Известен магиитопровод ротора электрической машины с шихтованным пакетом, пластины которого име)от отверстия, образующие аксиальпые вентиляционные каналы.

В предлагаемом магнито проводе для улучшения охлаждения применен дополнительный пакет, образованный, пластинами с отверстиями, диаметр которых отличается от диаметра отверстий основного пакета, причем меньшее отверстие смещено в,радиальном направлении относительно большего к периферии до совмещения их крайних точек, а основные и дополнительные пакеты размещены на валу с чередованием в аксиальном направлении.

На фиг. 1 показан описываемый магнитопровод, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, поперечный разрез.

Магнитопровод состоит из шихто ванных пакетов 1 и 2 с аксиальными вентиляциопными каналами а и б большего и меньшего сечений, соответственно. Пакеты 1 и 2 поочередно посажены на вал 3 так, что каналы а и б совпадают в частях сечения, наиболее удаленных от оси вращения.

При вращении магнитопровода на валу втягиваемый вентилятором воздух движется по каналам в направлении стрелки А, причем в каналах с большим сечением воздух расширяется и омывает увеличенную поверхность канала. В то >ке время, благодаря центробеж н т ! >477503 ному эффекту воздух в расположенных близко к оси вращения частях каналов а отбрасывается в направлении стрелок Б, вследствие чего эта часть воздуха подхватывается потоком воздуха, движущимся в направлении стрелки А, и выносится к вентилятору.

Таким образом, при вращении машины система каналов обеспечивает наряду с осевым движением воздуха его радиальное движение, чем достигается турбулентность а ксиального потока воздуха и более интенсивное омывание поверхности магнитопровода.

Отношение сечений каналов может быть разным, однако на практике целесообразнее выбрать отношение, равное примерно двум, так как в этом случае при достаточном эффекте увеличения поверхности охлаждения общее аэродинамическое сопротивление каналов не претерпевает существенного изменения и поте2р ри на вентиляцию остаются на прежнем уровне.

В машинах с аксиальной системой вентиляции примерно 75% выделяющегося от вращающейся части тепла отводится потоком

25 внутреннего воздуха через вентиляционные каналы магнптопровода, поэтому увеличение поверхности интенсивной теплоотдачи при внутреннем обдуве обычно приводит к соответственному уменьшению перегрева обмоток, зр расположенных на магнитопроводе, вслед477503 ствие чего увеличивается срок служоы машины, Для использования запаса по перегреву в ряде случаев увеличивают плотность тока (наряду с уменьшением числа витков и сечения паза), что приводит к сокращению расхода материала обмотки при условии сохранения перегрева обмотки на прежнем приемлемом уровне.

Получение вентиляционных каналов разного сечения не усложняет и не удорожает производство — часть штампов, выбивающих листы магнитопровода, выполняют с другой величиной вентиляционного овверстия, а порядок сборки соблюдают при шихтовке магнитопровода, При разбиении магиитопровода на пакеты с различным сечением вентиляционных каналов длину чередующихся пакетов выбирают такой, чтобы каналы с большим сечением были, соот ветствен<но, длиннее, что дает возможность потоку воздуха расширяться.при переходе из узкого канала в широкий. С учетом этого количество каналов большего сечения (rro длине магпитопровода) можно вычислить по формуле

I+Irl2 ггг — — —,, ()) г г-2 и2 (1+ — )

2 где l — общая длина магнитопровода;

«г2 — предварительно пришгмаемая длина канала с меньшим сечением;

rl — радиус канала большего сечения; — радиус канала меньшего сечеггия.

Для уменьшения вентиляционных потерь целесообразно на входе и выходе магннтопроводя выполнить каналы большего сечения.

Тогда количество каналов меныпего сечения

n2 = nl — 1. (2)

Длина пш<ета с каналами большего сечения

r, 2 гггг = ггг2 (3) г- 2

Действительная длина пакета с каналами меньшего сечения г — «llnl (4) ггг2—

«2

Предложенная система каналов широкого и узкого сечений может заменить канал с неизменным сечением радпусом г l«l l+r2« 2

I 0= (5)

«l l+«l2

Поверхность охлаждеггия канала неизменного сечения

I l «l l +I 2«l2

Sp= — 2 lrpl=2.г -- - - — — (гнгпг+ггг2гг2) . (6)

«ll+«l

Полная повер." ность охла кденпя системы каналов цгнрокого н узкого- сечений

S=2n (rrInrn r+r2m2!t2+n2 (r r2 — г 22) ). (г )

Процентное увеличение поверхности охлав<денпя прп <переходе на систему каналов широкого и узкого сечений составляет

У(= — .100=100К

Sp (гггг+лг ) (I г!lllnl+y2«l2гг2+ n2(y)2 г-,2) )

5 (ггггг+г2ггг2) (иггnг+«22n2) (8)

Пример замены канала неизменного сечения чередующимися капаламп болыпего и меньшего сечений.

Начальные данные: i=300 мм, го — — 18 мм.

Из механического и электромагнитного расчетов определяют величину г,, до которой можно увеличить в некоторой части отдельных пакетов радиус вентиляционного отверстия.

Допустим, что -г — 20 мм.

Задаваясь соотношением сечений шпрог. 2 кого и узкого каналов —,— =: 2, находят

Г2

r2 — — 14 мм.

Выбирагот предварительную длину узкого канала и 2 — — 15 мм.

Число пакетов с шпрокимп каналами определяют по формуле (1) 2,5 300+15

nl —— — — — 7.

15 3

Число пакетов с узкими каналами определяют rro формуле (2)

Зо

Длину пакета с широкими каналами находят по формуле (3) тг=15 2=30 мм.

Длину пакета с узкимн каналами находят по формуле (4)

300 — 30 7

rn2 2— — — — — — 15 мм.

Процентное увеличение поверхности охлаждения

<>=8. г> — о,нг- -,, — 1

0,75. 100

К

=80 0,25+ - —, -- 1 =68,7 С.

0,75 100 1

123,3

65 Таким Ооразом, ггерсгрев Обмоток сппи<аст45(20 30.7+14 15 6+6 200) 100 (20 30+14 15) (30 7+15 6)

=123 3%

45 Таким образом, поверхность интенсивного тегплообмена увеличивается более чем на 23%, что приводит к существенному улучшению охлаждения магнитопровода и размещенных а нем обмоток.

50 Допустюг, что перегрев обмотки магпптопровода с каналами неизменного сечения радиусом rp=18 мм составляет 0=80 С.

Поскольку около 75% выделяющегося тепла отводится аксиальным .потоком воздуха через

55 вентиляцпонные каналы магпитопровода. то при замене капала с неизменным сечением на систему черечугощнхся каналов радиусами

I l — — 20 мм и 2 — — 14 мм

477503

Предмет изобретени я

Составитель А. Трептунев

Редактор А. Пейеоченко Техред 3. Тараненко 1 о1зректор P. Юсипова

Заказ 5829 Изд. ¹ 1837 Тп. аж 782

ЦНИИ И п.раж 782 Подписное

1 ПИ Государственного комитета Совета Министров СССР

flo делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раугпская иаб., д. 4/5 он. тии. Костромского управления издательств пони графини и книжной торговли ся более чем па 11 С, или иа 13,8%. Это повышает срок службы и надежность машины.

Поскольку H =.. 1в, гдето — ток расположенной на магиитопроводе обмотки, то .полученное снижение перегрева дает возможность при том же сечении провода обмотки увеличить о о( ток 1 íà 6,О Д, т. е. повысить 11а столько же его плотность. Это позволяет, соответственно, "мепьшить на 6,5 /в 1исло Витков Обмотки и, таким образом. получить 6,5% экопомип материала обмотки (как меди или алюминия, так и изоляционного материала). В этом случае перегрев обмотки пе превышает прежпий приемлемый уровень (80 С). Экономический эффект

От применения вентиляционных каналов перемеипого сечения достаточпо высок, если учесть, что систему вентиляции с аксильными каналами имеют многие виды и типы маппп<.

Магнптопровод ротора электрической машины с шпхтоваипым:пакетом, пластины кото5 рого имеют отверстия, образующие аксиальные вентиляционные каналы, отличающийся тем, что, с целью улучшения охлаждения, применен дополнительный пакет, образованный пластинами с отверстиями, диаметр которых

10 отличается от диаметра отверстий основного пакета, причем меньшее отверстие смещено в радиальном направлении относительно большего к периферии до совмещения пх крайних точек, а основные и дополнительные пакеты

15 размещены на валу с чередованием в аксиальпом направлении.