Закрытая электрическая машина
Патент 864437
Авторы
Классы МПК
Закрытая электрическая машина
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ
<>864437 (61) Дополнительное к авт, свид-ву 9 534833 (22) Заявлено17.12.79 (21) 2852743/24-07 . с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет
Опубликовано 150981.Бюллетень № 34
Дата опубликования описания 150981 (5!)М. Кл 3
Н 02 К 9/197
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (53) УАК 821.313. .713(088.8) А.Н.Вислович, В.А.Старовойтов и АтА1Ждановский (72) Авторы изобретения —-Ордена Трудового Красного. Знамени институт тепло- и массообмена им. А.В.Лыкова (71 ) Заявитель (54) ЗАКРЫТАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА
Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к .органиэации охлаждения закрытых электрических машин переменного тока различного назначения.
По основному авт.св. Р 534833 известна закрытая электрическая машина с обмоткой статора, состоящая из лобовых и пазовых частей, лобовые части которой охлаждают непроводящей ферромагнитной жидкостью, содержащей герметичную перегородку, отделяющую ротор от статора и образующую в зонах лобовых частей обмотки статора замкнутые полости, заполненные указанной жидкостью, которая под воздействием вращающегося магнитного поля, создаваемого статором, активно перемешивается, тем самым интенсифицируя теплообмен (1 ).
Однако снижение средней температуры обмотки статора достигают в основном эа счет снижения температуры лобовых частей. Снижение температуры пазовых частей обмотки статора незначительно. В результате температурная неоднородность по длине витка обмотки статора в феррожидкостном режиме охлаждения по сравнению с воздушным увеличивается. Наиболее напряженным участком обмотки статора становится ее пазовая часть.
Цель изобретения — интенсификация охлаждения пазовой части обмотки, что приводит к выравниванию температуры обмотки статора, а в конеч ном счете — к увеличению мощности и повышению надежности и долговечности электрической машины при неизменных габаритах.
Лля достижения поставленной цели в статоре со стороны герметичной перегородки выполнен спиральный трубопровод, соединяющий замкнутые полости, причем входные отверстия спиральных каналов снабжены эаборниками, а выходные — дефлекторами, На чертеже изображена общая схема предлагаемой закрытой электрической машины, поясняющая действие объемной магнитной силы на непроводящую ферромагнитную жидкость в спиральном канале, продольный разрез.
В корпусе 1 закрытой электрической машины размещен статор 2 с обмоткой статора 3, состоящей иэ лобовых 4 и пазовых 5 частей, отделенный от ротора б герметичной перегородкой 7, образующей в зонах лобовых частей 4 обмотки статора 3 замкнутые лолости 8, 864437
35
50 заполненные непроводящей ферромагнитной жидкостью 9. В статоре 2 со стороны герметичной перегородки 7 выполнены спиральные трубопроводы 10, соединяющие -замкнутые полости 8. Входные отверстия 11 спиральных трубопроводов 10 снабжены заборниками 12, а выходные 13 — дефлекторами 14. По каналам 15, расположенным между статором 2 и корпусом 1 закрытой электрической .машины, замыкают циркуляцию укаэанной жидкости 9 между замкнутыми полостями 8. Циркуляция жидкости
9 отмечена стрелками.
Охлаждение в закрытой электрической машине осуществляют. следующим образом.
Непроводящую ферромагнитную жидкость 9 под воздействием вращающегося магнитного поля, создаваемого статором 2, активно перемешивают, тем самым интенсифицируя теплообмен.
Укаэанная жидкость 9 иэ одной замкнутой полости 8 через заборники 12, входные отверстия 11 поступает в спиральные каналы трубопроводов 10, а затем через выходные отверстия 13, дефлекторы 14 проходит в идентичную другую замкнутую полость 8. Из этой полости 8 по каналам 15, расположенным между статором 2 и корпусом 1 закрытой электрической машины, ферромагнитная жидкость 9 снова поступает в первую замкнутую полость 8 и т.д.Эасчет циркуляции жидкости 9 по спиральным трубопроводам 10 осуществляют теплосъем с наиболее напряженной в тепловом отношении пазовой 5 части обмотки статора 3 и выравнивание температур лобовых 4 и пазовых
5 частей обмотки статора 3. Так как тепловое сопротивление лобовых частей 4 невелико, о чем свидетельствует резкое понижейие температуры при переходе от пазовой 5 части к лобовой 4, выравнивание температуры обмотки статора 3 достигают в основном эа счет снижения температуры пазовой части 5 и, следовательно,это приводит к уменьшению среднего перегрева обмотки статора 3. Циркуляцию ферромагнитной жидкости 9 по спиральным каналам трубопроводов 10 обеспечивают следующими факторами. Вращающееся магнитное поле закрытой электрической машины вызывает действие на ферромагнитную жидкость 9 объемной магнитной силы, вектор которой лежит в плоскости, перпендикулярной оси машины и направлен в азимутальном направлении в сторону вращения магнитного поля. Эта сила обуславливает наблюдаемую в экспериментах азимутальную циркуляцию указанной жидкости 9, обеспечивающую охлаждение лобовых частей 4 обмотки статора. 3. В канале . трубопровода 10, вследствие его спиральной формы объемная магнитная сила Р„„ составляет с осью канала, не15
á5 который острый угол Ф . Составляющая этой силы, направленная вдоль оси канала, Г„„ = f cos обеспечивает движение феррожидкости 9 по каналу.
Величина Г„„ максимальная в каналах кольцевой формы, так как cos ф = 1, однако в этом случае отсутствует теплообмен. В каналах, параллельных оси закрытой электрической машины,f = О, RGR cos Q = 0 °
Таким образом, только наличие спиральных каналов в закрытой электрической машине позволяет под воздействием собственного вращающегося магнитного поля обеспечить как циркуляцию непроводящей ферромагнитной жидкости 9 по этим каналам,так и вследствие этого интенсифицировать охлаждение пазовой части 5 обмотки статора 3. Чтобы увеличить скорость циркуляции ферромагнитной жидкости 9 по спиральным каналам входные отверстия 11 этих спиральных каналов снабжены заборниками 12, а выходные 13 дефлекторами 14. Для этого на пути вращающейся ферромагнитной жидкости
9 ставится перегородка под определенным углом, для заборника 12 этот угол составляет 30, а для дефлектора 14 о
Введение в конструкцию закрытой электрической машины спиральных трубопроводов позволяет снизить температуру пазовой части обмотки статора на 6-8 С, что позволяет увеличить о мощность электрической машины при тех же габаритах на 8-10%. Кроме того, вследствие выравнивания температур улучшаются условия эксплуатации машины, повышается ее надежность и увеличивается ее долговечность. Для скорейшего внедрения предлага .мого изобретения в народное хозяйство необходимо внести несущественные изменения в сложившуюся технологию производства закрытых электрических машин на стадии изготовления статора. В серийно выпускаемых электрических машинах небольшой и средней мощноти расстояние между пазовой частью обмотки статора и герметичной перегородкой обычно незначительно. Это накладывает ограничение на высоту поперечного сечения канала. Для уменьшения гидравлического сопротивления спирального канала и интенсификации охлаждения пазовой части обмотки статора желательно увеличить площадь поперечного сечения за счет увеличения ширины канала. Поэтому поперечное сечение канала должно быть прямоугольным, а отношение ширины к высоте сечения — наибольшим. При больших габаритах статора спиральных каналов может быть несколько. Прямоугольные отверстия под спиральные каналы могут быть выполнены штамповкой отверстий в пакетах стали, а при сборке статора соб864437
Формула изобретения
1д 13
3 3 2
Составитель Л.Карцева
Редактор Н.Минко Техред A. Ач Корректор Н.Швыдкая
Заказ 7817/79 Тираж 733 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г..ужгород, ул. Проектная, 4 раны с определенным шагом. При модернизации существующих моделей электрических машин спиральные каналы могут быть проточены на обычном токарном станке.
1 ° Закрытая электрическая машина по авт.св. Р 534833, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью интенсификации охлаждения, упомянутые замкнутые полости соединены между собой рас положенным в пазовой зоне обмотки статора со стороны герметичной перегородки спиральным трубопроводом с входным и выходным отверстием.
2. Машина по п.1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что у входного отверстия трубопровода установлен заборник, а у выходного — дефлектор.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9 534833, кл. Н 02 К 9/197„ 1975.