Закрытая электрическая машина

Закрытая электрическая машина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сююз Советсиих

Социалистических

Реслубли»

О П И С А Н И Е < 904108

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 23 05.80 (2 I ) 2929325/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.

Н 02 К 9/20 феудлрстааиай комвтет

CC.CР во делам взоеретенвй в открмтвй

Опубликовано №02,82 Бюллетень № 5 (53) УДК б21З13..713 (088.8) Дата опубликования описания 07.02.82

Л. В. Кузьменко, В. А. Яковенко, В. С. Сысйв, В..Г.. Црбауцев и Н. И. Гаевская с

1::

Харьковский ордена Ленина политехнический ститут - " . -, . ( им. В. И. Ленина (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель (54) ЗАКРЫТАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА

Изобретение оТНосНТсН к электромашиностроению и может быль использовано в закрытых электрических машинах с изменяющейся в широком диапазоне частотой вращения, например в тяговых двигателях рудничных электровозов.

Известна закрытая электрическая машина с наружным воздушным и внутренним испарительным охлаждением, содержащая пустотелый вал, в полости которого размещен капиляярно-пористый элемент с жидкостью. На конце вала установлен вентилятор, выполненный полым и сообщающимся с полостью вала. В о полости вентилятора размещен капиллярно.пористый элемент в виде кольца, примыкаю15 щий к капиллярно-пористому элементу вала.

Капиллярно-пористый элемент в системе охлаждения выполняет роль напорного элемента-насоса, возвращающего жидкость из зоны конденсации в зону испарения (1).

Недостатком такой электрической мапппы является затрудненный возврат конденсата капиллярным насосом в зону подвода тепла при высоких частотах вращения ротора. При

У определенной частоте вращения (критическои) наступает равенство силы, движущей жидкость по капиллярам, имеющей постоянное значение, и противодействующей ей центробежной силы, пропорциональной квадрату частоты вращения ротора и радиуса капиллярно-пористого элемента вентилятора.

С увеличением габаритных размеров машины затрудняется возврат конденсата из полости вентилятора в зону тепловыделения. Наличие выполненного в виде кольца капиллярнопористого элемента в полости вентилятора значительно уменьшает площадь поверхностной зоны конденсации, существенно снижая эффективность охлаждения.

Наиболее близкой к предлагаемой является электрическая машина, в которой напорный элемент выполнен в виде радиально расположенных неподвижных открытых трубок, пооче. редно отогнутых по периферии в тангенциальном направлении. В полости вала установлен цишпщр, с которым соединены радиально расположенные в полости вентилятора трубки 12).

904108

Недостатком такой электрической машины является неэффективная работа системы охлаждения при низких частотах вращения ротора.

При снижении частоты вращения до определенного значения динамический ианор вращающейся жидкости становится недостаточным для обеспечения ее циркуляции в полости вала.

При повышении частоты вращения ротора динамический напор возрастает, и система охлаждения обеспечивает эффективное охлаждение 1о двигателя..Лля напряженных в тепловом отноФ

/ шенин электрических машин, например тяговых двигателей рудничных электровозов, необходимо обеспечить эффективное охлаждение на всем диапазоне частот вращения. 15

Цель изобретения — обеспечение эффективного охлаждения при любых значениях частоты вращения ротора.

Поставленная цель достигается тем, что в известной электрической машине, содержащей пустотелый вал, полый вентилятор, сообщающийся С полостью вала, напорный элемент в виде радиально расположенных в полости вентилятора неподвижных трубок с заборниками на концах и установленного в полости вала цилиндра, с которым соединены радиальные трубки, в полости вала со стороны, противоположной вентилятору, расположена камера, на цилиндрической стенке которой расположен каниллярно-пористый элемент, продолжаюгцийся по внутренней поверхности вала, причем камера выполнена с возможностьюзаполнения ее жидкостью из напорного элемента при вращении ротора.

Для предотвращения вытекания жидкости

35 из камеры в торцовой части цилиндра установлен обратный клапан. Для укрепления конструкции стенка вала может быть выполнена капиллярной.

4 кания ее из камеры 9, в торцовой части цилиндра 8 установлен обратный клапан !1.

При вращении якоря охлаждающая жидкость под действием центробежных сил отбрасывается в периферийную часть полости вентилятора-теплообменника, образуя вращающийся кольцевой слой. Встречая на своем пути неподвижный нлпорный элемент, жидкость под действием динамического напора вращающегося слоя по трубкам 7 и цилиндру 8 поступает в полость вала 5, а затем в полость вентилятора 6, отбирая тепло со стенки вала и отдавая его внутренней поверхности полого вентилятора посредством конвективного теплообмена. Через стенки вентилятора тепло передается охлаждающему воздуху. Часть жидкости из напорного элемента заполняет полую камеру 9:

При малых значениях частоты вращения ротора, когда динамический напор не обеспечивает циркуляцию жидкости в полости вала, жидкость поступает в полость вала из камеры по капиллярно-пористому элементу. Подведенная к внутренней цилиндрической стенке вала жидкость вскипает и, превращаясь в пар, устремляется в полость вентилятора-теплообменника б. При конденсации ара тепло передается через стенки вентилятора охлаясцающему воздуху.

Таким образом, прсдлагаемая система охлаждения обеспечивает бесперебойную подачу охладителя в зону испарения нри различных значениях частоты вращения ротора, что повышает эффективность охлаждения и надежность работы электрической машины.

Такая система охлаждения может быть применена в закрытых электрических машинах с переменной частотой вращения ротора, например, в рудничных тяговых электродвигателях.

На чертеже изображена предлагаемая машина, продольный разрез.

Машина состоит из закрытого оребренного корпуса 1, полюсов 2, якоря 3 и коллектора 4. Вал 5 выполнен полым. На валу размещен полый вентилятор-теплообменник 6, внутри которого радиально расположены неподвижные трубки 7, периферийные участки которых изогнуты в тангенциальном направлении по и против направления вращения. В полости вала установлен цилиндр 8, с которым соединены трубки 7. В полости вала со стороны, противоположной вентилятору, выполнена полая камера 9, на цилиндрической стенке которой расположен капиллярнопористый элемент 10, продолжающийся по внутренней поверхности вала 5.

Для заполнения камеры 9.жидкостью при вращении якоря 3 и предотвращения вытеФормула изобретения!. Закрытая электрическая машина с наружным воздушным и внутренним жидкостным испарительным охлаждением, содержащая пустотелый вал, полый вентилятор, сообщающийся с полостью вала, напорный элемент, выполненный в вице радиально расположенных в полости вентилятора неподвижных трубок с заборииками на концах и установленного в полости вала цилиндра, с которым соединены радиальные трубки, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью обеспечения эффективного охлаждения при любых частотах вращения ротора, в полости вала со стороны, противоположной вентиля гору, расположена

Составитель Л. Карцева

Техред М. Тепер

Корректор Г. Назарова

Редактор Е. Папи

Тираж 718 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Заказ 149/42

Филиал ИПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 904108 6 камера,, на цилиндрической стенке которой кайия жидкости нз камеры, в торцовой часрасположен капиллярно-пористый элемент, про- ти цилиндра установлен обратный клапан. должающнйся по внутренней поверхности ва- Источники информации, ла, причем камера выполнена с возможностью принятые во внимание при экспертизе заполнения ее жидкостью из напорного эле- 5 1. Авторское свидетельство СССР И 499631, мента при вращении ротора. кл. Н 02 К 9/20, 1973, 2. Машина по п. 1, о т л н ч а ю щ а я- 2. Авторское свидетельство СССР Н 524279, с я тем, что, с целью предотвращения выте- кл. 8 02 К 9/20, 1974.