Ротор бесконтактной электрической машины

Ротор бесконтактной электрической машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социвлистическик

Реслублик (ii) 886152 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.12.79 (21) 2853277/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл з

Н 02 К 9/19

Гееудерстееиимй кемитет (53) УДК 621.313..713 (088.8) Опубликовано 30.11.81. Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 30.11.81 по делам изебретеиий и етермтий (72) Авторы изобретения

В. И. Науменко, Т. Н. Батуева и В. В. Бандур

Институт электродинамики АН Украинской CCP (71) Заявитель (54) РОТОР БЕСКОНТАКТНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к быстроходным электрическим машинам с жидкостным охлаждением.

Известна синхронная бесконактная электрическая машина, в которой на одном валу с индуктором основного генератора расположены возбудитель переменного тока и вращающиеся выпрямители, выполненные в виде отдельного блока (1).

Недостатком такой конструкции является необходимость увеличения габаритов машины и, в случае интенсивного охлаждения, необходимость организаций специальной подачи хладагента отдельно на блок выпрямителей.

Известна также синхронная бесконтактная электрическая машина, в которой блок вращающихся выпрямителей размещен внутри ступицы якоря возбудителя. В этом уст- ройстве ступица совмещает механические, электрические и тепловые функции, воспринимая центробежные нагрузки от закрепленных на ней выпрямителей, являясь обшей точкой схемы соединений (при однополупериодном выпрямлении) и выполняя роль радиатора, на внутреннюю цилиндрическую поверхность которого подается жидкий хладагент, отводящий тепловые потери якоря возбудителя и выпрямителей и сбрасываемый затем на периферию центробежными силами (2) .

При двухполупериодной мостовой схеме выпрямления применяют конструктивный вариант этого устройства с размещением выпрямителей внутри ступицы на самостоятельных изолированных радиаторах, дугообразные участки которых вместе с изоляционными промежутками составляют единую цилиндрическую поверхность, на которую изнутри подается жидкий хладагент, отводит тепловые потери выпрямителей, а затем сбрасывает центробежными силами на ступицу и отводит потери якоря возбудителя (3).

Однако известное устройство работоспо1 собно лишь при подаче на поверхность теплообмена жидкого хладагента с ограниченным количественным расходом с последующей непрерывной экавуацией его на внутренней полости машины и не пригодно для использования в таких режимах работы, 20 когда внутренняя полость затоплена хладагентом полностью или частично, так как при вращении ротора в вязкой среде разрушаются выпрямители и все коммуникации

886152 схемы их соединений, а также торцовые участки лобовых частей обмотки якоря возбудителя. (Кроме того, недостатком такого устройства является ограниченная возможность размещения выпрямителей в аксиальном положении из-за невысоких прочностных характеристик выпрямителей, т. е. такое размещение допустимо лишь для тихоходных машин. Это обуславливает необходимость радиального размещения выпрямителей в быстроходных машинах, что увеличивает

1О диаметральные габариты возбудителей.

Цель изобретения — повышение надежности электрической машины с жидкостным охлаждением путем защиты вращающихся выпрямителей, монтажных проводов и об- 15 моток от гидравлического воздействия хладагента без снижения интенсивности охлаждения.

Поставленная цель достигается тем, что зона размещения вращающихся выпрямителей и их коммуникаций внутри ступицы якоря возбудителя конструктивно отделена от зоны их теплообмена с хладагентом и защищена от гидравлического воздействия последнего, указанная ступица разделена торцовой стенкой на кольцевые полости, в одной из которых размещены радиаторы, а во второй, заполненной жестким изоляционным пеноматериалом, расположены элементы электрических соединений и выпрямители, соединенные с радиаторами через отверстия в стенке.

Для защиты лобовых частей обмотки эп якоря возбудителя использованы известные бандажи чашеообразной формы.

На чертеже показана конструкция устройства.

На валу 1 ротора машины на цилиндрической ступице 2 из теплопроводного металла расположен якорь 3 возбудителя с обмоткой. Внутренняя полость ступицы разделена на две части торцовой стенкой 4, в которой выполнены сквозные отверстия 5.

Во внутренней полости 6 ступицы по одну 40 сторону разделительной торцовой стенки установлены и прикреплены к последней изоляционный цилиндр 7 и радиаторы 8 из металла с высокой электр- и теплопроводностью (медь, алюминий и т. и.), выполненные в виде секторов кольца Г-образного 4s сечения. Дугообразные участки радиаторов вместе с изоляционными промежутками составляют единую кольцевую поверхность 9.

По другую сторону указанной стенки во внутренней полости 10 ступицы размещены в аксиальном положении вращающиеся выпрямители 11, корпуса которых расположены в отверстиях разделительной стенки ступицы прилегают к торцовым стенкам токоведущих радиаторов и прикреплены к ним своими резьбовыми штыревыми концами. Все монтажные провода 12, соединяющие выпрямители с обмоткой якоря возбудителя и радиаторы с обмоткой индуктора 13 генератора, размещены вместе с выпрямителями в закрытой полости 10, которая заполнена жестким изоляционным наполнителем, например пеноматериалом типа ПЭН.

Таким образом, внутри ступицы якоря возбудителя образованы две радиальные зоны: защищенная от внешнего воздействия зона монтажа выпрямителей со всеми схемными коммуникациями и зона теплообмена с жидким хладагентом.

На лобовых частях обмотки якоря возбудителя установлены бандажи 13 чашеобразной формы, сцентрированные по внешней поверхности ступицы и закрепленные на ней.

Кроме своего основного назначения

Восприятия нагрузок от центробежных сил, здесь бандажи также выполняют функцию защиты лобовых частей от размывания жидким хладагентом.

В процессе работы машины в режиме дозированного расхода жидкого хладагента последний подается струями из полого вала на радиаторы и; растекаясь слоем по их кольцевой поверхности, отводит тепловые потери выпрямителей, затем сливается на цилиндрическую консоль ступицы и отводит потери якоря возбудителя, после чего сбрасывается центробежными силами на периферийные тепловыделяющие узлы и эвакуируется из внутренней полости машины.

При работе машины в режиме затопления ее внутренней полости ротор вращается в жидкости, контактирующей с поверхностями теплообмена, но не оказывающей разрушающего гидравлического воздействия на закрытые бандажами лобовые части обмотки якоря и на выпрямители, расположенные в защищенной зоне.

В любом режиме работы машинь1 выпрямители и их схемные коммуникации разгружены от деформирующего воздействия центробежных сил, так как нагрузки воспринимаются наполнителем и передаются на ступицу, поэтому предлагаемое устройство не имеет ограничений для применения в быстроходных машинах при достижении наиболее компактных размеров выпрямительного блока с аксиальным размещением выпрямителей.

Таким образом, предлагаемое устройство превосходит по надежности известные и позволяет применять полупроводникбвые приборы без ограничений по механическим нагрузкам, обусловленным высокой скоростью вращения ротора.

Формула изобретения

Ротор бесконтактной электрической машины, охлаждаемой жидким хладагентом, содержащий сердечник с обмоткой, лобовые части которой снабжены бандажами, выпрямители с элементами электрических соединений, радиаторы, на которых установлены выпрямители, и ступицу, разделенную

886152

Составитель А. Карцева

Редактор Е. Дичинская Техред А. Бойкас Корректор Н. Швыдкая

Заказ 10554/73 Тираж 733 Подписное

ВНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 l3035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 перегородкой с закрепленными на ней радиаторами и выпрямителями на две полости, в одной из которых размещены выпрямители с элементами электрических соединений, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности при работе в режиме затопления, s полость, в которой размещены выпрямители с элементами электрических соединений, заполнена жестким изоляционным материалом, например пеноматериалом, а в другой полости размещены радиаторы, и бандажи выполнены чашеобразными, жестко скреп1.О ленными со ступицей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Злочевский В. С. Системы электроснабжения пассажирских самолетов.. М., «Машиностроение», 1971, с. 264.

2. Авторское свидетельство СССР № 326681, кл. Н 02 К 9/20.

3. Науменко В. И. и Клочков О. Г, Авиационные электрические машины с интенсивным охлаждением. 1974, с. 68.