CS207997B1 - Elektrický stroj točivý - Google Patents

Description

(54) Elektrický stroj točivý

Vynález se týká elektrického stroje točivého, zejména malého a středního výkonu, s axiálním průtokem chladivá přes aktivní části stroje, opatřeného výměníkem tepla pro uzavřený vnitřní oběh chladivá, se vstupem a výstupem chladivá do výměníku tepla uspořádanými na přední a zadní straně pláště stroje.

Stále náročnější požadavky co nejmenších hmotností a zastavovacích rozměrů elektrických strojů točivých v poměru k jejich výstupním parametrům podmiňují neustále se zvyšující elektrické, magnetické a rovněž i tepelné namáhání aktivních částí elektrických strojů. V důsledku toho jsou pak současně kladeny neustále větší nároky na optimální odvod tepla ze stroje, kdy při klasickém uspořádání stroje, opatřeného pouze vlastním ventilátorem pro axiální průtok chládiva přes aktivní části stroje, mnohdy už nestačí pouhý přechod na materiály vyšších tepelných tříd, ale vzniká nutná potřeba využití nástavbového chladicího ústrojí, výměníku tepla. Až do nedávní doby se výměníků tepla převážně využívalo pouze u zavřených elektrických strojů, avšak vzhledem k současnému trendu vývoje nových elektrických strojů se v současnosti opatřují výměníkem tepla i otevřené elektrické stroje s ohledem na potřebu odvedení velkého množství tepla vzniklého při zvýšených výstupních parametrech vzhledem k jeho zastavo207997 vacím rozměrům. Tyto elektrické stroje jsou ponejvíce provedeny s axiálním průtokem chladivá přes aktivní části a jsou opatřovány výměníkem tepla s přirozeným odvodem tepla pro uzavřený vnitřní oběh chladivá, který je uspořádán na plášti stroje tak, že vstup a výstup chladivá je uspořádán na přední a zadní straně pláště stroje. Plášť elektrického stroje točivého je vytvořen podle určitého tělesného vytvoření kostry a štítů stroje. V případě, že elektrický stroj točivý je opatřen deskovitými štíty, tvoří plášť stroje pouze vlastní kostra, ke které jsou deskovité štíty uspořádány na jejích čelních stranách a vstup a výstup chladivá z vnitřního prostoru stroje do výměníku tepla je' umístěn na přední a zadní straně kostry stroje. Deskovitými štíty jsou převážně opatřovány elektrické stroje vyšších výkonů. V případě elektrických strojů malých a středních výkonů, které jsou převážně opatřovány hlubokými štíty tvořenými deskovitou čelní částí a prstencovitou částí, jejíž profil s výhodou odpovídá příčnému tvaru kostry, tvoří plášť stroje kostra stroje a na ní uspořádané prstencovité části hlubokých štítů. U takto vytvořených otevřených elektrických strojů točivých opatřených výměníkem tepla pro uzavřený oběh chladivá, jsou doposud v převážné míře využívána řešení výměníků tepla vytvořených jako trubkové chladiče se vstupem a výstupem na přední a zadní stráně pláště stroje. Tyto výměníky tepla s přirozeným odvodem tepla, uspořádané převážně na horní části pláště elektrického stroje točivého, vykazují nejlepší chladicí vlastnosti pouze při prostorovém uspořádání stroje v horizontální montážní poloze. V jiných montážních polohách, zejména při prostorovém uspořádání stroje ve vertikální poloze, se chladicí vlastnosti dosud užívaných řešení výměníků tepla kvalitativně zhoršují, zejména s ohledem podstatně nižšího součinitele přestupu tepla trubek chladiče. Tato skutečnost doposud výrazně zužuje oblasti využití elektrických strojů točivých opatřovaných výměníkem tepla s ohledem na montážní polohu prostorového uspořádání v jiných zařízeních, do kterých jsou elektrické stroje ustavovány jako zdrojová či pohonná jednotka, a vynucuje potřebu více nákladů při následném vývoji dalších elektrických strojů s výměníkem tepla uzpůsobovaných pro předpokládané prostorové uspořádání strojů v daném zařízení.

Výše uvedené ňedostatky jsou odstraněny u elektrického stroje točivého podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že výměník tepla je tvořen alespoň jedním na boku pláště umístěným chladičem, který je tvořen alespoň jednou plochou trubkou opatřenou soustavou planparalelních radiálních žeber, přičemž osové roviny žeber svírají s osou rotace ostrý úhel, s výhodou 45°.

Řešením výměníku tepla elektrického stroje točivého podle vynálezu se docílí zvýšení univerzálnosti využití stroje s ohledem na jeho možné prostorové uspořádání poloh podle potřeby ustavení stroje v daném zařízení, ve kterém se uvažuje jeho provozování. Ke zvýšení množství odvedeného tepla z aktivních částí stroje bude rovněž příznivě přispívat i ta skutečnost, že ploché trubky chladiče jsou opatřeny žebry na straně přivrácené k plášti stroje i na straně odvrácené od pláště stroje tak, že osové roviny žeber na straně trubek přivrácené k plášti stroje svírají s osovými rovinami žeber na straně žeber odvrácené od pláště stroje ostrý až pravý úhel, čímž _se _docílí optimální obtékání žeber proudem okolního vzduchu při libovolné montážní poloze ustavení stroje. Pro své jednoduché tělesné vytvoření lze chladiče výměníku tepla u elektrického stroje podle vynálezu s výhodou zhotovovat jako odlitek.

Na připojených výkresech jsou znázorněny příklady provedení elektrického stroje točivého podle vynálezu, kde značí obr. 1 pohled na možné ^spořádání žeber chladiče, uspořádaného na boku pláště stroje, obr. 2 uspořádání ploché trubky na boku pláště stroje v částečném příčném řezu, obr. 3 půdorys elektrického stroje s výměníkem tepla, zobrazeným v podélném řezu.

Elektrický stroj točivý s axiálním průtokem chladivá podle vynálezu je opatřen výměníkem tepla pro uzavřený vnitřní oběh chladivá, přičemž vstup a výstup chladivá do výměníku tepla jsou uspořádány na přední a zadní straně pláště 1 stroje, ve kterém jsou vytvořeny otvory pro vstup a výstup chladivá z Vnitřního prostoru stroje. Předmětný výměník tepla je tvořen alespoň jedním chladičem uspořádaným na boku 2 pláště 1 stroje. Jak je patrno náobr. 1, je chladič 6 výměníku tepla tvořen alespoň jednou plochou trubkou 7, která je na vnějším povrchu opatřena soustavou planparalelních radiálních žeber 8, jejichž osové roviny svírají s osou rotace ostrý úhel. V případě, že není možné předem konkrétně stanovit přesnou montážní polohu ustavení stroje v zařízení, ve kterém má být provozován, je výhodné žebra 8 uspořádat na plochých trubkách 7 chladiče 6 tak, aby jejich osové roviny svíraly s osou rotace úhel 45°. Jak je znázorněno na obr. 2 a 3, jsou ploché trubky opatřeny žebry 8 jak na straně přivrácené k boku 2 pláště 1 stroje, tak i na straně odvrácené od boku 2 pláště 1 stroje, přičemž osové roviny žeber 8 na straně přivrácené k boku 2 pláště 1 svírají s osovými rovinami žeber 8 na straně odvrácené od boku 2 pláště 1 ostrý až pravý úhel. Není-li předem známa přesná poloha ustavení stroje, je účelné, aby osové roviny žeber 8 pp obou stranách trubky svíraly navzájem pravý úhel. Tímto uspořádáním žeber 8 se docílí intenzivního odvodu tepla z aktivních částí stroje jednak vlivem velkého chladicího povrchu žeber 8 a rovněž optimálním tangenciálním obtékáním povrchu alespoň jedné řady žeber uspořádaných na plochých trubkách 7 chladiče 6. Cirkulaci chladivá v uzavřeném vnitřním oběhu přes aktivní části stroje do plochých trubek 7 chladiče 6 á zpět do prostoru aktivních částí zabezpečuje ventilátor 9 uspořádaný na hřídeli stroje v prostoru zadní strany pláště 1 stroje. Vstup a,výstup chladivá z vnitřního prostoru stroje je umožněn otvory na plášti 1 stroje, jejichž uspořádání jé dáno podle toho, zda je elektrický, stroj opatřen deskovitými štíty 3, kdy plášť 1 stroje tvoří vlastní kostra s otvory pro vstup a výstup chladivá jsou vytvořeny na přední a zadní straně kostry, nebo zda je elektrický stroj opatřen hlubokými štíty 3 tvořenými deskovitou čelní částí 5 a prstencovitou částí 4, u kterých jsou otvory převážně vytvořeny na prstencovité části 4 hlubokých štítů, jak je zobrazeno na‘ obr. 3. Uspořádání elektrického stroje— točivého S výměníkem tepla podle vynálezu lze tím současně považovat za řešení s vyšším stupněm krytí a přizpůsobením hlavních dílců lze snadno provést jejich unifikaci s dílci elektrických strojů. točivých zavřeného provedení. V případě provedení elektrického stroje točivého podle vynálezu se sběracím ústrojím uspořádaným v prostoru přední strany stroje, je přístup ke sběracímu ústrojí možný krytem 10 uspořádaným na přední straně pláště stroje. Pokud by tento,případ složitějších úkonů nestačil, je možné vytvořit manipulační odnímatelné kryty 10 rovněž i na chladiči 6.- Pro potřebu případných oprav či údržby funkčních částí v prostoru zadní strany pláště 1 stroje může být elektrický stroj točivý podle vynálezu opatřen obdobně uspořádanými kryty 10 i na zadní straně stroje.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT

   1. Elektrický stroj točivý, zejména malého a středního výkonu, s axiálním průtokem chladivá přes aktivní části stroje, opatřený výměníkem tepla pro uzavřený vnitřní oběh chladivá se vstupem a výstupem chladivá do výměníku tepla uspořádanými na přední a zadní straně pláště stroje, vyznačující se tím, že výměník tepla je tvořen alespoň jedním na boku (2) pláště (1) umístěným chladičem (6), který je tvořen alespoň jednou plochou trubkou (7) opatřenou soustavou planparalelních radiálních žeber (8), přičemž osové roviVYNÁLEZU ny žeber (8) svírají s osou rotace ostrý úhel, s výhodou 45°.
2. 2. Elektrický stroj točivý podle bodu 1, vyznačující se tím, že trubky (7) jsou opatřeny žebry (8) na straně přivrácené k plášti (1) i na straně . odvrácené od pláště (1), přičemž osové roviny žeber (8) na straně přivrácené k plášti (1) svírají s osovými rovinami žeber (8) na straně odvrácené od pláště (1) ostrý až pravý úhel.
3. 3. Elektrický stroj točivý podle bodu 1, vyznačující se tím, že chladiče (6) jsou vytvořeny jako odlitek.