CS210306B1 - Zařízení pro chlazení vnitřních částí vinutí elektrických strojů točivých - Google Patents

Abstract

Princip vynálezu spočívá v konstrukčním vytvoření chladicích cest tak, aby se zvýšilo chlazení zadních částí čel vinutí na straně vzdálené od komutátoru., Toho se dociluje jednak pomocí axiálních chladicích kanálů v jádře kotvy, kanálků mezi žebry zadního nátrubku a izolační přepážkou a jednak pomocí radiálních otvorů v předním nátrubku. Těmito radiálními otvory je veden chladicí vzduch do duté tvarované radiální vložky umístěné v drážce magnetického obvodu mezi horní a dolní polohou cívek a prochází přes rozpěrky do prostoru zadních čel, kde se spojuje s proudem chladicího vzduchu procházejícím axiálními kanály v jádře kotvy a je odváděn ze stroje.

Description

Vynález se týká zařízení pro chlazení vnitřních částí vinutí elektrických strojů točivých s nuceným oběhem chladicího vzduchu, zvláětě kotev stejnosměrných trakčních motorů, nebo statorů asynchronních trakčních motorů.

Až dosud se chlazení vinutí kotev stejnosměrných trakčních rotorů provádělo buá přímým odváděním tepla z povrchu kotvy a vinutí, anebo nepřímo axiálními ventilačními kanály a nátrubky. Tímto řešením se však nedocílí stejného rozloženi oteplení vodičů vinutí kotvy, protože oteplení vinutí vzrůstá směrem od komutátoru do zadních částí čel, kde dosahuje hodnot o 20 až 30 °C vyšších než za praporky komutátoru. Podobně uprostřed délky jádra statoru asynchronního trakčního motoru bývá oteplení vodičů vinutí ve středu délky drážky mnohem vyšší než ve vyložení čel. Takové rozložení oteplení je v obou případech z hlediska tepelného namáhání izolace nežádoucí.

Také použití distančních trubkových vložek podle čs. patentu č. 83 454 vložených mezi neizolované svazky vodičů jedné strany cívky není výhodné, protože technologie výroby těchto cívek je složitá a pracná. Kromě toho není zaručena dobrá izolační pevnost v přechodových zónách, to je mezi izolačními průchodkami a společnou povrchovou izolací.

Tento nedostatek odstraňuje předmět vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že v předním nátrubku jsou vytvořeny radiální otvory, ústící do zadní části prostoru předních čel cívek. Jednotlivé polohy cívek jsou rozepřeny rozpěrkami. Mezi horními polohami cívek a dolními polohami cívek v drážce jsou vloženy duté tvarované radiální vložky. Zadní nátrubek je kromě radiálních otvorů opatřen i radiálními žebry vytvářejícími kanálky ústící společně s prostorem zadních čel cívek do těsně k nim nasazené vstupní části sacího ventilátoru.

Dutá tvarovaná radiální vložka je profilovaná a vyrobena z nemagnetického tepelně vodivého materiálu, odizolovaná od postranních boků zubů drážek.

Příklad praktického provedení předmětu vynálezu je zobrazen na výkresu, kde je na obr.

podélný řez rotorem stejnosměrného trakčního motoru, na obr. 2 jsou zakresleny příčné průřezy duté tvarované radiální vložky a na obr. 3 je znázorněn další příklad praktického použití předmětu vynálezu, a to chlazení statorového vinutí asynchronního trakčního motoru.

V předním nátrubku 4 jsou kromě axiálních otvorů, které umožňují vstup chladicího vzduchu do axiálních chladicích kanálů 2 v jádře 1 kotvy, i radiální otvory j. Tyto otvory 3 ústí do zadní části prostoru 10 předních čel 11 cívek. Jednotlivé polohy cívek jsou rozepřeny rozpěrkami 12· ^Mezi borními polohami 6 cívek a dolními polohami 1 cívek jsou vloženy duté tvarované radiální vložky 5> které jsou zhotovené buá z nemagnetického tepelně vodivého materiálu, např. z mědi nebo duralu, nebo mohou být i z nerez oceli, ale musí být odizolované oči postranních boků zubů drážek. Tomuto účelu postačí použitá drážková izolace. Délka duté tvaiOvané radiální vložky 5 přibližně odpovídá délce magnetického obvodu.

Zadní nátrubek 14 je kromě radiálních otvorů 18 opatřen i radiálními žebry 16, které vytváří kanálky 15· Tyto kanálky 15 musí ústit společně s prostorem 12 zadních čel 13 cívek do těsně k nim nasazené vstupní části sacího ventilátoru.

Od hlavního proudu chladicího vzduchu, vstupujícího do axiálních chladicích kanálů 2 provedených v jádře 1 kotvy,se oddělí jedna jeho část a je usměrňována radiálními otvory 3 v předním nátrubku 1 tak, aby procházela prostorem předních čel 10 vytvořeným rozpěrkami 19 mezi předními čely 11 cívek. Zde se spojuje s proudem chladicího vzduchu přiváděného štěrbinou 8 za praporky 3 komutátoru. Oba proudy pak společně vstupují do duté tvarované radiální vložky 5· Proud chladicího vzduchu pak prochází prostorem 12 zadních čel 13 cívek. Od hlavního proudu, který prošel axiálními chladicími kanály 2 v jádře 1 kotvy se v zadním nátrubku 14 oddělí proud chladicího vzduchu. Tento proud je vedený otvory 18 do kanálu 15, které tvoři žebra 16 zadního nátrubku 14 a izolační přepážka 17 tak, aby procházel kolem prostoru 12 vytvořeného rozpěrkami 19 zadních čel 13 cívek,odkud Je chladicí vzduch odsáván ventilátorem, který může být umístěn buá na straně komutátoru, nebo na straně opačné, takže proud chladicího vzduchu může procházet oběma směry.

Proud chladicího vzduchu od ventilátoru umístěného například mimo vnitřní část statoru, vniká do předního radiálního prostoru 20 čel cívek statoru, prochází opět čelními radiálními vložkami 21 a zadním radiálním prostorem 22 vystupuje ven.

Využitím vynálezu se odstraní nestejnosměrné rozložení oteplení vinutí, sníží se oteplení a také se prodlouží životnost izolace vinutí. Zvýšeným proudovým zatížením vodičů na přípustnou mez se dosáhne většího výkonu stroje při stávajících rozměrech nebo při zachování původního výkonu se zmenší průřez vodiče a tím se uspoří měá. Zvětší se chladicí plochy vinutí cívek a středních částí zubů jádra v místech, kde se vyskytuje maximální koncentrace ztrátového tepla mědi. Je to velmi výhodné, zvláště u strojů, jejichž délka je větší než průměr. Podstatnou výhodou rovněž je, že se nemění technologie výroby cívek.

Použití vynálezu je také možné u stacionárních stejnosměrných, asynchronních, kolektorových motorů a s výhodou u motorů s cirkulačním uzavřeným chlazením.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1» Zařízení pro chlazení vnitřních částí vinutí elektrických strojů točivých s nuceným oběhem chladicího vzduchu zvláště kotev stejnosměrných trakčních motorů, nebo statorů asynchronních trakčních motorů, vyznačené tím, že v předním nátrubku (4) jsou vytvořeny radiální otvory (3) ústící do zadní části prostoru (10) předních čel (11) cívek, jejichž jednotlivé polohy jsou rozepřeny rozpěrkami (19), zatímco mezi horními polohami (6) cívek a dolními polohami (7) cívek v drážce jsou vloženy duté tvarované radiální vložky (5) a zadní nátrubek (14) je kromě radiálních otvorů (18) opatřen i radiálními žebry (16) vytvářejícími kanálky (15) ústící společně s prostorem (12) zadních čel (13) cívek do těsně k nim nasazené vstupní části sacího ventilátoru,
2. 2. Zařízení pro chlazení vnitřních částí vinutí elektrických strojů točivých podle bodu 1, vyznačené tím, že dutá tvarovaná radiální vložka (5) je profilovaná z nemagnetického, tepelně vodivého materiálu,
3. 3. Zařízení pro chlazení vnitřních částí vinutí elektrických strojů točivých podle bodů 1 a 2, vyznačené tím, že dutá tvarovaná radiální vložka (5) je odizolovaná od postranních boků zubů drážek.