RU173193U1

RU173193U1 - ELECTRIC MACHINE

Info

Publication number: RU173193U1
Application number: RU2016147350U
Authority: RU
Inventors: Александр Андреевич Панин
Original assignee: Александр Андреевич Панин
Priority date: 2016-12-02
Filing date: 2016-12-02
Publication date: 2017-08-16

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике и относится к обратимым электрическим машинам, работающим как в режиме электрогенератора, так и в режиме электродвигателя, преимущественно в автомобильной технике. В электрической машине, содержащей корпус, статор, ротор, коаксиально охватывающий статор, при этом ротор соединен с выходным валом, а последний установлен на подшипниках качения в статоре с консольно выступающим из корпуса концом, и вентилятор, ротор выполнен в виде цилиндрической обечайки с расположенными на ее внутренней поверхности постоянными магнитами и торцевой крышки, закрепленной на выходном валу, причем лопатки вентилятора выполнены на крышке коаксиально выходному валу и в крышке ближе к валу выполнены выходные вентиляционные отверстия, оси которых образуют острый угол с осью вала, при этом обечайка с открытой стороны посажена на подшипник качения, установленный на корпусе, и в обечайке перед статором выполнены входные вентиляционные отверстия. В результате достигается возможность снизить аэродинамические потери при обтекании охлаждающим воздухом ротора и статора электрической машины.The utility model relates to electrical engineering and relates to reversible electric machines operating both in the electric generator mode and in the electric motor mode, mainly in automotive engineering. In an electric machine comprising a housing, a stator, a rotor coaxially covering the stator, the rotor is connected to the output shaft, and the latter is mounted on rolling bearings in the stator with an end cantilever protruding from the housing, and the fan, rotor is made in the form of a cylindrical shell with its inner surface with permanent magnets and an end cap fixed to the output shaft, and the fan blades are made on the cover coaxially with the output shaft and in the cover closer to the shaft the output ventilation apertures whose axes form an acute angle with the axis of the shaft, wherein the shell is on the open side is fitted to a rolling bearing mounted on the housing, and a shell formed prior to a stator inlet vents. As a result, it is possible to reduce aerodynamic losses during cooling air flow around the rotor and stator of an electric machine.

Description

Полезная модель относится к электротехнике и, в частности, к обратимым электрическим машинам, работающим как в режиме электрогенератора, так и в режиме электродвигателя, преимущественно в автомобильной технике, и может найти применение там, где необходим источник электрического тока или механической энергии.The utility model relates to electrical engineering and, in particular, to reversible electric machines operating both in the electric generator mode and in the electric motor mode, mainly in automotive engineering, and can find application where an electric current or mechanical energy source is needed.

Известна электрическая машина, содержащая корпус, статор, обмотки которого подключены к источнику электрического тока, и установленный на валу ротор, коаксиально охватывающий статор, при этом ротор соединен с валом, а последний установлен на подшипниках качения в статоре с консольно выступающим из корпуса концом (см. патент TW №201630312, кл. Н02К 5/08, опубл. 16.08.2016).An electric machine is known comprising a housing, a stator, the windings of which are connected to an electric current source, and a rotor mounted on a shaft coaxially enclosing the stator, the rotor being connected to the shaft, and the latter mounted on rolling bearings in the stator with an end cantilever protruding from the housing (see Patent TW No. 201630312, CL H2K 5/08, publ. 08.16.2016).

Однако отсутствие средств отвода тепла от работающей электрической машины снижает возможности ее использования, поскольку при работе на максимальной мощности возможен перегрев электрической машины и выход ее из строя.However, the lack of means for removing heat from a working electric machine reduces the possibility of its use, since when operating at maximum power, overheating of the electric machine and its failure can occur.

Наиболее близкой к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является электрическая машина, содержащая корпус, статор, обмотки которого подключены к источнику электрического тока, и установленные на валу рабочее колесо вентилятора и ротор, коаксиально охватывающий статор, при этом ротор соединен с валом, а последний установлен на подшипниках качения в статоре с консольно выступающим из корпуса концом (см. патент GB №622441, кл. Н02K 7/112, опубл. 02.05.1949).The closest to the utility model in terms of technical nature and the achieved result is an electric machine containing a housing, a stator, the windings of which are connected to an electric current source, and a fan impeller mounted on the shaft and a rotor coaxially enclosing the stator, while the rotor is connected to the shaft, and the latter is mounted on rolling bearings in a stator with an end cantilever protruding from the housing (see GB patent No. 622441, CL H2K 7/112, publ. 05/02/1949).

Данная электрическая машина обеспечивает отвод тепла от работающей электрической машины. Однако выполнение вентилятора в виде самостоятельного конструктивного элемента приводит к усложнению конструкции при одновременном увеличении ее габаритов. Кроме того, значительные аэродинамические потери при обтекании ротора и статора снижают эффективность охлаждения электрической машины.This electric machine provides heat removal from a working electric machine. However, the implementation of the fan in the form of an independent structural element leads to the complexity of the design while increasing its size. In addition, significant aerodynamic losses during the flow around the rotor and stator reduce the cooling efficiency of the electric machine.

Технической проблемой является устранение выявленных в аналогах недостатков.The technical problem is the elimination of deficiencies identified in the analogues.

Технический результат заключается в том, что достигается возможность снизить аэродинамические потери при обтекании охлаждающим воздухом ротора и статора электрической машины.The technical result is that it is possible to reduce aerodynamic losses when the cooling air flows around the rotor and stator of an electric machine.

Указанная проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что в электрической машине, содержащей корпус, статор, ротор, коаксиально охватывающий статор, при этом ротор соединен с выходным валом, а последний установлен на подшипниках качения в статоре с консольно выступающим из корпуса концом, и вентилятор, ротор выполнен в виде цилиндрической обечайки с расположенными на ее внутренней поверхности постоянными магнитами и торцевой крышки, закрепленной на выходном валу, причем лопатки вентилятора выполнены на крышке коаксиально выходному валу и в крышке ближе к валу выполнены выходные вентиляционные отверстия, оси которых образуют острый угол с осью вала, при этом обечайка с открытой стороны посажена на подшипник качения, установленный на корпусе, и в обечайке перед статором выполнены входные вентиляционные отверстия.This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that in an electric machine containing a housing, a stator, a rotor coaxially covering the stator, the rotor is connected to the output shaft, and the latter is mounted on rolling bearings in the stator with an end cantilever protruding from the housing and the fan, rotor is made in the form of a cylindrical shell with permanent magnets located on its inner surface and an end cap fixed to the output shaft, and the fan blades are made on the cap to the output shaft axially and in a cover made closer to the shaft output ventilation openings whose axes form an acute angle with the axis of the shaft, wherein the shell is on the open side is fitted to a rolling bearing mounted on the housing, and a shell formed prior to a stator inlet vents.

Описанная выше конструкция электрической машины позволяет создать по существу гладкий кольцевой зазор между ротором и статором, что в сочетании с выполнением выходных вентиляционных отверстий таким образом, что их оси образуют острый угол с осью вала, позволяет с минимальными аэродинамическими потерями организовать протекание охлаждающего воздуха вдоль ротора и статора, а крепление оболочки на подшипнике качения, установленном на корпусе, позволяет резко снизить вибрацию ротора при работе электрической машины и поддерживать одинаковую величину зазора между ротором и статором, что также позволяет снизить аэродинамические потери для протекающего между ротором и статором охлаждающего воздуха. Таким образом, достигается эффективный отвод тепла от работающей электрической машины при минимальных затратах энергии на организацию потока охлаждающего воздуха между ротором и статором.The design of the electric machine described above makes it possible to create a substantially smooth annular gap between the rotor and the stator, which, in combination with the outlet ventilation openings in such a way that their axes form an acute angle with the shaft axis, allows the flow of cooling air along the rotor to be organized with minimal aerodynamic losses and stator, and mounting the shell on a rolling bearing mounted on the housing, can dramatically reduce the vibration of the rotor during operation of the electric machine and maintain the same the size of the gap between the rotor and the stator, which also allows to reduce aerodynamic losses for cooling air flowing between the rotor and the stator. Thus, an effective heat removal from a working electric machine is achieved with minimal energy consumption for organizing the flow of cooling air between the rotor and stator.

На чертеже представлен продольный разрез электрической машины.The drawing shows a longitudinal section of an electric machine.

Электрическая машина содержит корпус 1, статор 2 с обмотками 3, выходной вал 4, лопатки 5 вентилятора. Ротор 6 коаксиально охватывает статор и соединен с выходным валом 4, а последний установлен на подшипниках качения 7 в статоре с консольно выступающим из корпуса концом.The electric machine includes a housing 1, a stator 2 with windings 3, an output shaft 4, fan blades 5. The rotor 6 coaxially encompasses the stator and is connected to the output shaft 4, and the latter is mounted on rolling bearings 7 in the stator with an end cantilever protruding from the housing.

Ротор 6 выполнен в виде цилиндрической обечайки 8 с расположенными на ее внутренней поверхности постоянными магнитами 9 и торцевой крышки 10, закрепленной на выходном валу, причем лопатки вентилятора выполнены на крышке коаксиально выходному валу и в крышке ближе к валу выполнены выходные вентиляционные отверстия 11, оси которых образуют острый угол с осью вала, при этом обечайка с открытой стороны посажена на подшипник качения 12, установленный на корпусе, и в обечайке перед статором выполнены входные вентиляционные отверстия 13.The rotor 6 is made in the form of a cylindrical shell 8 with permanent magnets 9 located on its inner surface and an end cap 10 mounted on the output shaft, the fan blades being made on the cover coaxially to the output shaft and outlet vents 11 are made in the cover closer to the shaft, the axes of which form an acute angle with the axis of the shaft, while the shell on the open side is seated on a rolling bearing 12 mounted on the housing, and the inlet vents 13 are made in the shell in front of the stator.

При работе электрической машины во время вращения ротора вокруг статора 2 лопатки 5 вентилятора создают поток охлаждающего воздуха, который входит через входные вентиляционные отверстия 13, проходит по кольцевому зазору между ротором 6 и статором 2 и далее посредством лопаток 5 вентилятора охлаждающий воздух выходит через выходные вентиляционные отверстия 11 из машины.When the electric machine is operating while the rotor rotates around the stator 2, the fan blades 5 create a flow of cooling air that enters through the ventilation inlets 13, passes through the annular gap between the rotor 6 and the stator 2, and then through the fan blades 5, the cooling air exits through the ventilation vents 11 out of the car.

Claims

An electric machine comprising a housing, a stator, a rotor coaxially enclosing the stator, wherein the rotor is connected to the output shaft, and the latter is mounted on rolling bearings in the stator with an end cantilever protruding from the housing, and a fan, characterized in that the rotor is made in the form of a cylindrical shell with permanent magnets located on its inner surface and an end cap fixed to the output shaft, the fan blades being made coaxially on the cover of the output shaft and in the cover closer to the shaft dnye ventilation openings whose axes form an acute angle with the axis of the shaft, wherein the shell is on the open side is fitted to a rolling bearing mounted on the housing, and a shell formed prior to a stator inlet vents.