Электрическая машина

Электрическая машина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Рвс ублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii> 741377 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 100578 (21) 2617722/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 150680. Бюллетень № 22 (51)м, Кл 2

Н 02 К 9/20

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК б 21. 313. .713 (088.8) Дата опубликования описания

О. Н. Костиков, E. И. Малыхин, A. N. Федкшкин, A. И. Яковлев и Ю. В. Яковлев (72) Авторы изобретения

Харьковский авиационный институт (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА

Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструкции закрытых электрических машин с испарительным охлаждением, 5

Известна закрытая электрическая машина, с испарительным охлаждением, в которой отвод тепла от обмотки статора и перенос его к обдуваемому корпусу осуществлен за счет испарения и конденсации жидкости, залитой в герметичную полость, которая образована корпусом, сердечником, гильзой и тор" цовыми стенками (1) . Однако в указанной машине охлаждение не обладает достаточной эффективностью вследствие малой поверхности конденсации, так как жидкость может конденсироваться только на поверхности участка корпуса между торцовыми стенками герметичной полости, Кроме того, введение в расточку статора герметизирующей гильзы ухудшает охлаждение ротора и снижает характеристики.

Также известна электрическая машина с испарительным охлаждением, имеющая статор с лобовыми частями обмотки, подшипниковые узлы, включающие подшипники, крышки и щиты, ротор с магнитопроводом, короткозамь|лающими кольцами, с расположенным свободно на валу между магнитопроводом и одним из подшипниковых узлом диском с лопатками на ободе и с торцовым кольцевым выступом, примыкающим к крышке подшипникового узла, и пружиной сжатия, расположенной между магнитопроводом и диском, и полости, одни из которых ограничены щитами, а другие — лобовыми частями . обмоток статора и короткозамыкающими кольцами ротора (2) .

Наиболее близкой к изобретению является вторая из приведенных конструкций.

Целью данного изобретения является повышение, эффективности охлаждения.

Поставленная цель достигается тем, что ротор снабжен дополнительным диском, аналогичным упомянутому диску и расположенным между другим подшипниковым узлом и торцом магнитопровода, оба диска имеют отверстия соединяющие полости, ограниченные щитаМи с полостями, ограниченными лобовыми частями обмотки статора и короткозамыкающими кольцами ротора, а лопатки

Каждого иэ дисков расположены на их

74)377

4 торцовых поверхностях с охватом лобовых частей обмотки статора по их наружной поверхности.

На фиг. 1,изображена электрическая машина со стороны свободного конца вала, продольный разрез; на фиг. 2 — вариант выполнения узла уплотнения подшипника.

Между магнитопроводом 1 статора и подшипниковыми щитами 2 расположены посаженные на вал 3 ротора 4 диски 5, например, из графитизированного фторопласта, на ободе которых выполнены торцовые лопатки 6, например, треугольного профиля, в стенке — отверстия 7, а на торце ступицы — кольцевые выступы 8, примыкающие к полированным наружным поверхностям крышек 9 подшипников 10.,Торцовые лопатки 6 дисков 5 охватывают лобовые части 11 обмотки статора; по отношению к внутренней поверхности свисающих 20 частей 12 корпуса лопатки 6 расположены с зазором 13. Между торцами ротора 4 и дисками 5 размещены пружины сжатия 14, например, винтового тина. Диски 5 насажены на вал ротора 75 свободно, в осевой паз 15 ступицы диска входит штифт 16, запрессованный в сверление вала; над буртиком 17 ступицы расположены козырьки 18 подшипниковых щитов. Подшипники 10 уплотнены манжетными уплотнениями 19 и собственными защитными шайбами со встроенными уплотнениями. Уплотнение ненодвижных стыков осуществлено резиновыми кольцами 20.

В варианте уплотнения узла подшипника, изображенном на фиг. 2, торцовые выступы 8 ступицы диска 5 примыкают к полированной шайбе 21, выцолненной, например, из бронзы. С другой 40 стороны к шайбе 21 примыкают торцовые выступы промежуточной крышки 22 подшипника 10, выполненной, например, из графитизированного полипропилена.

Крышка 22 напрессована на ступицу 23 45 подшипникового щита 2, и прижимается к крышке 9 подшипника, внутри которого установлено дополнительное манжет-. ное уплотнение 24. Шайба 21 посажена на вал 3 ротора 4 свободно. 50

При работе электромашины диски приходят во вращение и распределяют жидкий кипящий теплоноситель (например, дистиллированную воду), залитый во внутреннюю полость машинй, по всей внутренней поверхности свисающих частей корпуса; теплондситель образует вращающийся кольцевой слой, Поскольку окружная скорость слоя теплоносителя из-за трения о корпус меньше окружной скорости обода диска, 60 теплоноситель захватывается лопатками диска и сбрасывается ими в центростремительном движении на поверхность лобовых частей обмотки статора, а также на короткоэамыкающие кольца ротора.65

Теплоноситель, попавший на активные элементы электрической машины, ки пит, отводя тепло от обмотки статора и клетки ротора. Образовавшийся пар проходит из полости g5, ограниченной лобовыми частями обмотки статора и короткозамыкающими кольцами ротора через отверстия в дисках в полость

26 и конденсируется на подшипниковых щитах, передавая тепло щитам и через них — наружному воздуху. Конденсат стекает по внутренней поверхности щитов в нижнюю часть полости машины, и вновь подается дисками на активные элементы.

Наличие пара теплоносителя в полости электрической машины требует надежной системы уплотнений. Торцовое уплотнение обеспечивается кольцевыми выступами ступицы диска, которые прижимаются к полированной поверхности крышки подшипника под действием пружины, установленной между диском и торцом пакета ротора (диск посажен на вал свободно и подвижен в осевом направлении; вращение он получает от вала через штифт, входящий в осевой паэ ступицы диска) . Радиальное уплотнение обеспечивается ман.жетами и резервируется защитными шайбами подшипников. Уплотнение неподвижных сопряжений цилиндрических поверхностей осуществляется с помощью резиновых колец, установленных на стыке щита и корпуса, на внутренней поверхности ступицы диска и на торце наружного кольца подшипника.

Для обеспечения большей надежности торцового уплотнения оно может быть выполнено (фиг. 2) с промежуточной плавающей шайбой. Поскольку шайба посажена на вал свободно, частота вращения ее будет в среднем вдвое меньше частоты вращения вала, так что скорости скольжения и износ уплот нений будет меньше, чэм при фиксиро ванной шайбе.

Поскольку конденсация пара теплоносителя в описанной конструкции идет не только на корпусе, но и на щитах, и кроме того, обеспечивается испарительное охлаждение ротора, эффективность системы охлаждения предложенной электрической машины повышается, По данным тег ловогО расчета предложенное техническое решение позволяет снизить нагрев машины по сравнению с прототипом на -10 С, что позволяет получить большой экономический эффект в народном хозяйстве.

Например, при использовании предложенного технического решения в асинхронных двигателях средней мощностью

3 кВт будет получен годовой экономический эффект в народном хозяйстве в размере 1253-1790 тыс. руб. на

1 млн. выпуска электродвигателей, 741377

Формула изобретения

Фиг.2

-ЦНИИПИ Заказ 3215/52 Тираж 783 Подписное

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

Электрическая машина с испарительным охлаждением, имеющая статор с лобовыми частями обмотки, подшипниковые узлы, включающие подшипники, крыаки и щиты, ротор с магнитопроводом, короткозамыкающими кольцами, с расположенным свободно на валу между магнитопроводом и одним из подшипниковых узлов диском.с лопатками на ободе и с торцовым кольцевым выступом, примыкающим к крышке подшипникового узла, и пружиной сжатия, расположенной между магнитопроводом и диском, и полости,> одни из которых ограничены щитами, а другие — лобовыми частями об- 5 моток статора и короткозамыкающими кольцами ротора, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышеиибао г ния эффективности охлаждения, ротор .. снабжен дополнительным диском, аналогичным упомянутому диску и расположенным между другим подшипниковым узлом и торцом магнитопровода, оба диска имеют отверстия, соединяющие полости, ограниченные щитами с полостями, ограниченными лобовыми частями обмотки статора и короткозамыкающими кольцами ротора, а лопатки каждого из дисков расположены на их торцовых поверхностях с охватом лобовых частей обмотки статора по их наружной поверхности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 465694, кл. Н 02 К 9/20, 1972, 2. Авторское свидетельство СССР

В 573837, кл. Н 02 К 9/20, 1975.