Электрическая машина с испарительным охлаждением

Электрическая машина с испарительным охлаждением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03. 02.77 (21) 2448183/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.08.78.Бюллетень № 29 (45) Дата опубликования описаниями,03. УБ, (») 618821

* (51) М. Кл.

Н 02 К 9/20

Государственный комитет

Совета Министров CCCP по делам изобретений н открытий (53) УДК 621.313. .713 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. Л. Новиков, М. П. Кухарский и Б. Я. Гусев (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА С 11СПАРИТЕЛЪНЫМ

ОХЛАЖДЕНИЕМ

Изобретение касается испарительного охлаждения вращающихся электрических машин с помощью тепловых труб в валу и может быть применено, например, в регулируемых, погружных и других асинхронных двигателях.

Известна электрическая машина, у которой полый вал выполнен в виде тепловой трубы, а его наружный конец — в виде одной детали с вентилятором-радиатором, неподвижно закрепленном на валу (1().

Недостатком этой машины является снижение интенсивности отвода тепла с наружного радиатора в окружающую среду при уменьшении частоты вращения.

Известна также электрическая машина с испарительным охлаждением, содержащая подшипниковый щит и ротор, включающий полый вал, тепловую трубу с концом, расположенным за подшипниковым щитом, и радиатор, закрепленный на конце тепловой трубы (2) .

Поскольку радиатор вращается от неза-. висимого привода, то такая конструкция обеспечивает интенсивное рассеивание тепла с радиатора в окружающее пространство при любой частоте вращения ротора, в том числе и при заторможенном роторе. Однако эта конструкция имеет следующие недостатки.

1. Площадь теплообменной поверхности конденсатора вала — тепловой трубы обычно в несколько раз меньше площади поверхности испарительного участка трубы. В связи с этим перепад температур в зазоре между валом и вращающимся вадиатором достаточно велик.

2. Для обеспечения долговечности вал10 тепловую трубу выполняют из специального материала, совместимого с теплоносителем (меди и т. п.), что сильно удорожает стоимость электрической машины.

3. Для обеспечения теплопередачи ог отора к радиатору при весьма малых частотах вращения тепловую трубу выполняют фитильной, что усложняет конструкцию и увеличивает стоимость машины.

Целью изобретения является, прощение конструкции и повышение интенсификации охлаждения электрических машин путем обеспечения независимого вращения полого вала и тепловой трубы. Эта цель достигается тем, что, тепловая труба установлена в валу с зазором, а радиатор закреплен неподвижно. При этом машина может быть

2s снабжена независимым приводом для вра61882! щения тепловой трубы с радиатором. Кроме того, тепловая труба с радиатором может быть жестко закреплена на подшипниковом шите.

На фиг. 1 показан закрытый регулируемый асинхронный двигатель с независимой вентиляцией продольный разрез; на фиг. 2— погружной герметичный двигатель с жестким закреплением тепловой трубы с радиатором на подшипниковом щите, продольный разрез.

Двигатель имеет полый вал 1. Б полость вала 1 помещена тепловая труба 2. Между полостью вала 1 и наружными стенками трубы 2 оставлен зазор 3. Тепловая труба 2 опирается на псдшипник 4. Конец трубы, расположенный за подшипниковым щитом 5, снабжен оребренным радиатором 6, неподвижно закрепленным на трубе. Радиатор 6 по существу является вентилятором. На кожухе 7 укреплен двигатель 8, приводящий во вращение тепловую трубу 2 с вентилятором-радиатором 6. Зазор между трубой 2 и полостью вала 1 может быть заполнен машинным маслом.

При работе двигателя тепло от ротора через зазор передается стенкам вращающейся тепловой трубы 2 в валу 1. Находящаяся в трубе 2 жидкость испаряется, забирая тепло. Пар переносится в охлаждаемый участок трубы 2 и здесь конденсируется, отдавая тепло стенкам. Через стенки тепло передается наружному вентиляторурадиатору 6. Вентилятор радиатор 6, приводимый во вра цение от независимого при вода, обеспечивает наружный обдув станины двигателя и одновременно рассеивает отводимое от ротора тепло в окружающее и ростра нство.

В двигателе этой конструкции тепло отводится от ротора независимо от частоты его вращения, поскольку тепловая труба с вентилятором-радиатором 6 вращается от независимого привода с постоянной частотой вращения. Независимое вращение трубы

2 с достаточной частотой (например, 1000—

1500 об/мин) позволяет отказаться от устройства в трубе фйтиля, что существенно упрощает ее конструкцию. Вес тепловой трубы 2 в десятки раз меньше веса вала 1, соответственно меньше расход специальных материалов (например, меди). Поверхность испарительного участка трубы 2 и соответственно плотность теплового потока в зазоре значительно меньше, чем на конденсаторном учасз е. В связи с этим перепад температур между валом 1 и трубой 2 в данном случае меньше, чем у прототипа, когда выполняется зазор между. трубой и радиатором, поэтому эффективность охлаждения предлагаемого двигателя больше.

Таким образом, предлагаемый двигатель проще по конструкции, требует меньше специальных материалов и охлаждается более интенсивно по сравнению с прототипом.

В варианте погружного герметичного дви10 гателя, выполненного в соответствии с изобретением, с жестким закреплением тепловой трубы 2 с радиатором 6 на подшипниковом щите 5, при вертикальном положении двигателя радиатором вверх тепловая труба 2 может быть бесфитильной, при го15 ризонтальном — она должна быть снабжена фитилем на испарительном участке. В данном случае отвод тепла осуществляется за счет смывания радиатора средой, в которую погружен двигатель, например водой.

Эта конструкция обеспечивает также герметичность в месте ввода трубы в корпус машины, что в ряде случаев имеет решающее значение.

Охлаждение наружного радиатора может быть осуществлено с помощью специального

25 вентилятора-наездника с независимым приводом. Наружные радиаторы могут быть помещены в проточные водяные теплообменники, смонтированные на подшипниковом шите.

Формула изобретения

1. Электрическая машина с испарительным охлаждением, содержащая подшипниковый щит и ротор, включающий полый вал, 35 тепловую трубу с концом, расположенным за подшипниковым щитом, и радиатор, закрепленный на конце тепловой трубы, отличающаяся тем, что, с целью упрощения, тепловая труба установлена в валу с зазором, а радиатор закреплен неподвижно.

2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена независимым приводом для вращения тепловой трубы с радиатором.

3. Машина по и. 1, отличающаяся тем, что тепловая труба с радиатором жестко

4s закреплена на подшипниковом щите.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Франции № 2182028, Н 02 К 9/20, 1974.

2. Г!атент США МО 3914630, Н 02 К 1/32, so 1975

618821

1Риг. 2

Составитель Л. Карцева

Редактор В. Фельдман Техред О. Луговая Корректор I. Небола

Заказ 4271/45 Тираж 892 Подписное

Ш!1111ПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

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