Электрическая машина
Иллюстрации
Реферат
О П И С А Н И Е <11 542зов
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Сов» Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВ ТВЛЬСТВУ (61)Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.10.74 (21) 2070598/07 (51) М. Кл, Н 02 К 9/197
Н Ol 1 39/04 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано05.01 77 Бюллетень № 1
Гаоударотвеннмй номятет
Совета Мяняотраа СССР по делам язобретення н открмтяй
РЗ) УДК 621,313.322.,013.8:537.312.62 (088. 8) (45) Дата опубликования описания 12.03.77 б (72) Авторы изобретения
И. Л. Зотов и В. E. Кейлин (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА
Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам с, криогенным охлаждением.
Известны электрические машины, содержашие полый ротор, состояший из центральной цилиндрической части и двух переходных участков, соединяюших ее с валом11).
Сверхпроводяшая обмотка возбуждения, закрепленная на роторе, охлаждается гелием, поступаюшим по трубопроводу ввода хлад- 10 агента внутрь ротора и направляемым к обмотке возбуждения.. Повышение температуры гелия под действием центробежных сил снимает эффективность охлаждения, Известна также электрическая машина, 15 включаюшая полый ротор, содержаший центральную часть с цапфами вала, каналы для охлаждения обмотки возбуждения и переходных участков, трубопровод ввода хладагента, имеюший параллельно расположенные развет-20 вления, одно из которых выполнено сообшаюшимся с каналами охлаждения переходных участков, а другое — с каналами охлаждения обмотки возбуждения, и теплопроводный элемент, соединяюший максимально уда-25 ленныЖ от оси врашения участок второго разветвления с первым разветвлением(2).
Недостаток такой электрической машины заключается в том, что при ее работе принципиально невозможно поддержание обмотки возбуждения при температуре ниже или даже равной той, которую имеет гелий в трубопроводе ввода. Эта машина наиболее близка к предлагаемой.
Цель изобретения - улучшение охлаждения сверхпроводяшей обмотки возбуждения.
Это достигается тем, что между каналами обмотки возбуждения и переходных участков со стороны ротора, противоположной размешению теплопроводного элемента, установлен эжектор, через всасываюшую полость которого первое из упомянутых разветвлений трубопровода сообшается с каналами переходных участков, в трубопроводе ввода хладагента установлен дросселируюший элемент, и зона упомянутого соединения разветвлений размешена между дросселируюшим элементом и обмоткой возбуждения. Дросселируюший элемент может быть размешен как непосредственно в трубопрово542306 де ввода хладагента, так и в его IIepBoM разветвлении. При размешении дросселируюшего элемента в трубопроводе вводахладагента за.ним может устанавливаться сепаратор, с осевой которого соединено первое .разветвление, а с периферической — второе.
На фиг, 1 схематично изображен ротор электрической машины при размешении дроссепируюшего элемента в первом раз- ® ветвлении в продольном разрезе; на фиг. 2вариант электрической машины с центрь бежным сепаратором при размешении дросселируюшего элемента в трубопроводе вво- да хладагента. (Статор электрической машины не показан), Электрическая машина содержит полый ротор 1 с центральной частью 2, на которой раэ))лешена сверхпроводяшая обмотка возбуждения 3, и переходными участками ®
4 и 5, которыми центральная часть ротора соединено с цапфами 6 и 7 вала. Внутри ротора размешены трубопровод 8 ввода хладагента, который имеет два разветвления. В первом разветвлении 9 размешен лросселируюший элемент 10. Второе разветвпение 1 1, имеюшее конфигурацию в виде трубки, плоской или конической шели, всегда выполнено в радиальном направлении и соединено с каналами охлаждения 12 обмот:. @j
4и возбуждения 3. Каналы 12 переходят в трубопровод 13 вывода хладагента, вкот)ором установлен эжектор 14. К DcBcbIBQ» имущей полости 15 эжектора 14 присоединено первое разветвление 9. За эжектором .л трубопроволвывода хладагента заканчивает ся каналами 16 для охлаждения переходных участков 4 и выходит из ротора, Максимально удаленный от оси врашения ротора участок второго разветвления 11 и учас-gg ток первого разветвления 9 за дросселирук)шим элементом 10 соединень! теплопрово)лнь м элементом 17, который может быть выполнен в виде стержня или пластины иэ ъмцгериапа высокой теплопроводности (меди, 4Ь аибс)),!ллни11) .
При выполнении электрической машины по второму варианту дросселируюший weмент 10 размешен в трубопроводе 8 ввола хладогента. 3R лроссели1)уюшнм элементом М в месте разветвления трубопровода 8 на первое и второе раз))ствление установлен центробежш„й сеплрлтор 18, с осевой полостью 1, ) которогn сосд)нлено первое рлзвствлсние 9, I) с периферической нолост! )о
«0 соединено второе раз!)етите)лис 11.
При рлботс зл! ктрической 1.!)!I II!II I х)1алагент (например, м илкий го)11ий)) нол;Ií т D ротор черо:) TI))y б!и!р )1)1)л 1)B()nii Н, и:I котn»
60 рого часть гелия поступает во второе раэветвление 11, где его давление и температура возвраста)от за счет центробежного сжатия. Остальная часть гелия из трубопровода 8 поступает в первое разветвление 9, где его давление и температуру понижают в дросселируюшем элементе 10.
Теплопроводныйэчемент 17 отводит часть тепла от второго разветвления 11 к гелию в первом разветвлении 9, и температура гелия разветвления 11 понижается. Из разветвлении 11 ге11ий поступает в каналы охлаждения 12 обмотки 3 и далее в трубопровод вывода хладагента 13иэжектор 14; во всааываюшую полость 15 которого подается гелий иэ первого разветвления. После зжектора гелий из второго и первого разветвлений подают на охлаждение переходного участка 4„ затем выводят из ротора. Поток гели>, в трубопроводе
13 также может быть использован для охлаждения переходных участков 4 и 5, Опповременно с охлаждением переходных участков можно использовать гелий для охлаждения экранов и токовых вволов обмотки. Пе» репад давлений, необходимый для работы зжектора, получают эа c«ет насосного дейст!)11я ротора, определяемого лля данной электрической машины тем, что срелняяплотность гелия в теллоиэолированном разветвле нии но входе в обмотку суп,ественно выше, чем средняя плотность в трубопроводе вывода, где гелий нагревается, охлаждая переходные участки. К этому же результату приводит и то, что гелий обычно пода)ат в ротор по оси послелнсго, а 1)ы)олят из ротора на некотором конечном радиусе.
При выполнении злек)р)1ческой машины по второму варианту )кидк)1й гелий подают в трубопровод 8 ввода хладаге11та, понижакт его давление и температуру в дросселируюшем элементе 10 и распределяют между розветвле!1иями 9 и 1 1. В случле, когда первое 9 и второе 1 1 роэвети)ения со1 еди) е11ы с трублиро))одом ввода через сепаратоо 18, лвухфаз)1ый поток гелия после
npoccejB1p;!o!l!его элемента 10 раэделя)от в сепараторе 18 эа счет действия 1)ентробежных сил на жидкость ),1) периферической
) полости сепаратора 20) и пар (в его осеВоН пОлОсти) . 7 аи! м Образом, в раэветвле» ние 11 и каналы 12 подают лреимушественно жидкость, ек:.) !01)атура которой меньше возврастлет лри центробежном сжатии, чем температура двухфазной смеси. Ьлаголар.! этому лоиолнитеиьио улучшлют ус))оBI< E! ра 6oT))! Обмотки )) оз буж лени sl, ). I )и менеИИ): .) ЧС ) TP!1 !СС) 01! 1 )1! II!II!)I !10Э1)о)1ЯСТ ОХ))ад)ЛТ1> обмотку позбужлоII)!s! по темисрлтуры, бо542306
12 лее низкой, чем температура хладагента в трубопроводе ввода, что улучшает характеристики обмотки, повышает надежность ее работы и повышает технико-экономичес кие показатели электрических машин с кри- б огенным охлаждением.
Формула изобретения . 10
Электрическая машина, включаюшая полый ротор с каналами в сверхпроводяшей обмотке возбуждения и в переходных участках, соединяюших центральную часть ротора с цапфами, вала, трубопровод ввода хладагента, имеюший параллельно расположенные . разветвления, одно из которых выполнено сообшаюшимся с каналами охлаж дени я переходны х участков, а другое— с каналами охлаждения обмотки возбуждения, и теплопроводнь,й элемент, соединяюший максимально удаленный от оси врашения участок второго разветвления с первым, о г л и ч а ю щ а я с я тем, 25 что, с целью улучшения охлаждения обмотки возбуждения, между каналами обмотки возбуждения и переходных участков со стс роны ротора, противоположной размешению теплопроводного элемента, установлен эжектор, через всасываюшую полость которого первое из упомянутых разветвлений трубопровода сообшается с каналами. переходных участков, в трубопроводе ввода хладагента установлен дросселируюший элемент, и зона упомянутого соединения разветвлений размешена между дросселируюшим элементом и обмоткой возбуждения.
2. Электрическая машина по п. 1, о ч личаюшаяся тем,чтодросселируюший элемент установлен в первом из упомянутых разветвлений.
3. Электрическая машина по п. 1, о тл и ч а ю ш а я с я тем, ч1о между дросселируюшим элементом и разветвлениями трубопровода установлен центробежный сепаратор, осевая полость которого выполнена сообшаюшейся с первым из упомянутых разветвлений, а периферическая - со вторым.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Авторское свидетельство ССС Р кл Н 02 К 9/16 % 262249, 1968.
2. Патент Англии кл Н 2 Л (Н 02 к)
hb 1320342, 1971 г. (прототип). Составит®ль ll. марцев
1 ЬннКтор О, Фащфман Texpep H Андрайчук Корректор Н. Золотовская
У ъпа Kiiii isn тираи аа2 одписное
ИТ11111ПИ Госуйарстввнйого Комитета Совета Министров СССР но дапим изобретений и открытиВ
11. Ю. 1 1, Москва, Ж-5!5, Рауаская наб., д. 4/5
1lläíöö 1 11111 "11М< нт", г. Ужгород, ул. Проектная, 4