Электрическая машина
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ
Сеез Севетсвих
Социалистических
Республик
<1>892584 (б1) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено ОХ0480 (21) 2904273/24-07 (51)М. Кл.з с присоединением заявки йо
Н 02 К 5/16
Госудврствеииый комитет
СССР ио яелам изобретеиий h открытий (23) ПриоритеОпубликовано 23.1? 81. Бюллетень М 47
Дата опубликования описания 23. 12. 81 (53) УДК 621 ° 313.71: (088. 8) (72) Авторы изобретения
A,Н.Золотухин, Н.К.Городецкий и В.В.Мантуленко (/1) Заявитель (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА
Изобретение относится к электромашиностроеиию и может быть использа вано, в частности, в высокоскоростных асинхронных микродвигателях с
5 массивным ротором и короткоэамкнутой обмоткой ротора, устанавливаемых, например, на транспортных средствах.
Известна конструкция электрической машины, содержащая статор, ротор, установленный в подшипниках сухого тпения, подшипниковые щиты и корпус, имеющие каналы для подачи .воздуха в зазоры машины. Сжатый воздух от внешнего источника через штуцер в верхней части корпуса и радиальные каналы в пакете статора по-. ! дается в зазор между ротором и статором, создавая воздушную опору ротора и одновременно охпаждая машину.
Осевые воздушные опоры образованы в 20 зазорах между торцами ротора и подшипниковыми щитами (1).
Недостатком такой машины является необходимость наличия tвнешнего источника сжатого воздуха, обеспечи вающего необходимое давление, что ограничивает применение таких машин, особенно иа транспортных средствах.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является 30 электрическая машина,,содержащая корпус с подшипниковыми щитами, в котором расположен статор и ротор с валом, установленным в подшипниках скольжения сухого трения. На торцовых поверхностях ротора выполнены кольцевые выемки полукруглого сечения, в которых установлены лопатки.
В подшипниковых щитах напротив выемок ротора расположены каналы, имеющие .форму незамкнутого кольца. Каналы с одной стороны сообщаются с атмосферой через отверстия подшипниковых щитов, а с другой — с радиальными каналами в пакете статора, вы- ходящими в воздушный зазор между статором и ротором, образующим радиальную воздушную опору. Осевые воздушные опоры образованы в зазорах между торцами ротора и поверхностью щитов корпуса.
Преимещуством известной конструкции машины является наличие автоноМной системы подачи воздуха в воздушную опору в зазоре между ротором и статором (2).
Однако наличие каналов в статоре, корпусе и подшипниковых щитах, а также. кольцевых выемок на торцах ротора с установленными в них лопатка892584 ми усложняет конструкцию машины и не позволяет испольэовать автономную подачу воздуха в зазор между ротором и статором в высоко- и сверхвысокоскоростных микродвигателях.
Цель изобретения — упрощение конструкции машины.
Указанная цель достигается тем, что в электрической машине, включающей корпус, статор, ротор с валом,. установленным в подшипниках сухого трения, и каналы для подачи воздуха: в воздушную опору в зазоре между ротором и статором, упомянутые каналы выполнены в роторе расходящимися от оси вала и соединяют зазор между ротором и статором с атмосферой через осевой канал, предусмотренный в валу ротора °
С целью повышения несущей способности воздушной опоры расходящиеся каналы в роторе наклонены в направлении его вращения.
Такое техническое решение наряду с обеспечением подачи воздуха в зазор между ротором и статором позволяет значительно упростить конструкцию машины, поскольку исключает необходимость выполнения ..в корпусе статора и подшипниковых щитах каналов, а также кольцевых выемок с лопатками на торцах ротора, что позволяет использовать воздушные опоры с самоподдувом в высокоскоростных микродвигателях, где реализация известного решения ввиду,малогабаритности конструктивных элементов либо вообще невозможна, либо черезвычайно затруднена.
На фиг.1 показана электрическая машина, разрез на фиг.2 — сечение
А-А на фиг.1 (ротор с радиальными каналами); на фиг.3 — - то же (ротор с наклоненными каналами).
Электрическая машина содержит корпус 1 с подшипниковыми,щита..ми 2, в котором расположен статор 3 . и массивный ротор 4 с валом 5 установленным в подшипниках б скольжения сухого трения. Непосредственно в роторе 4 выполнены расходящиеся от оси вала 5 каналы 7, которые соединяют зазор 8 между ротором 4 и статором 3 с атмосферой через осевой канал 9 в валу 5. Осевые воздушные .опоры образованы в зазорах 10 между торцами ротора 4 и поверхностью щитов 2 корпуса 1 °
Ротор: 4 может быть выполнен как массивным, так и шихтованным с короткозамкнутой обмоткой и закрытыми пазами. Подшипники б скольжения сухого трения целесообразно выполнить, например, графитовыми или металлокерамическими с пропиткой фторопластом.
Радиальный зазор в подшипнике 6, разумеется, по величине должен быть меньше радиального зазора 8 между ротором 4 и статором 3 °
При включении машины ротор 4 с валом 5 начинает вращаться ..:a подшипниках б сухого . трения. При этом воздух с торца вала 5 через осевой канал 9 за счет центробежных сил поступает в радиальные каналы 7. ротора, а затем в радиальный зазор 8 между ротором 4 и статором 3. От вращения радиальных каналов с большой скоростью в зазоре 8 создается статическое давление, образуется несущая воздушная подушка, в результате чего ротор 4 с валом 5 всплывает . При этом в подшипниках 6
15 создается равномерный воздушный зазор, нагрузка с них полностью снимается.
Радиальная воздушная подушка, образованная в зазоре 8, работает как гаэостатическая опора. Несущая способность такой гаэостатической опо.ры может быть также повышена за счет выполнения радиальных каналов 7 наклоненными в сторону вращения (фиг.3). При больших частотах враще" ния ее несущая способность возрастает также за счет появления газодинамического эффекта в. зазоре 8 и подшипниках б.
Осевые воздушные опоры образуются при истечении воздуха под давлением в зазорах 10 между торцовыми поверхностями ротора 4 и щитов 2 корпуса 1.
Охлаждение машины обеспечивается при прохождении воздуха под давлением через зазоры 8 и 10 с выходом его через зазоры в подшипниках 6 в окружающее пространство.
Предлагаемая конструкция обеспечивает не только поддержание ротора
Щ электродвигателя, но и дает возможность навешивать дополнительную нагрузку на его вал. Учет газодинамического эффекта еще больше увеличит величину этой дополнительной нагруз45 ки °
Предлагаемая электрическая машина с самоподдувом более проста в конструктивном отношении по сравнению с известной. Она не требует на @ личия на торцовых поверхностях ротора кольцевых выемок с установленными в них лопатками, а в статоре,.корпусе и подшипниковых . щитах - развитой сети сообщающихся каналов, сложность выполнения которых, наряду с йеобходимостью обеспечения плавности переходов, строгого совмещения и герметичности в местах их стыковки при сборке, машины, обусловлена значительными трудностями технологи () ческого характера. При этом нельзя не учитывать также связанную с этим трудность обслуживания.
Кроме того, диапазон использования предлагаемого изобретения рас65 ширяется за счет возможности его
892584
Формула изобретения
БНИИПИ Заказ 11274/79 Тираж 733 Подписное
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 йрименения в высокоскоростных микродз иг ат елях.
Предварительная экономическая оценка показывает, что трудоемкость изготовления электрической машины эа счет упрощения конструкции снижается на 10-15%.
1. Электрическая машина, имеющая корпус, статор, ротор с валом, установленным в подшипниках сухого трения,, и каналы, соединяющие зазор между,ротором и статором с атмосферой для подачи воздуха через зазор между ротором и статором в воздушную опору, отличающаяся тем, что, с целью упрощения, конструкции, вал имеет осевой канал, а каналы для подачи воздуха в воздушную опору расположены в роторе и соединяют осевой канал вала с зазором между ротором .т статором.
2. Машина по п. l, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения несущей способности воздушной опоры, каналы в роторе наклонены в направлении вращения. источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США Р 3525003, кл. 310-90, 1970.
2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2560ббб/24"07, кл. Н 02 К 5/1бr 1977 °