RU2385523C1 - Electric machine - Google Patents

Electric machine Download PDF

Info

Publication number
RU2385523C1
RU2385523C1 RU2009102600/09A RU2009102600A RU2385523C1 RU 2385523 C1 RU2385523 C1 RU 2385523C1 RU 2009102600/09 A RU2009102600/09 A RU 2009102600/09A RU 2009102600 A RU2009102600 A RU 2009102600A RU 2385523 C1 RU2385523 C1 RU 2385523C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
sleeve
cavity
electric machine
gap
Prior art date
Application number
RU2009102600/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Викторович Дидов (RU)
Владимир Викторович Дидов
Виктор Дмитриевич Сергеев (RU)
Виктор Дмитриевич Сергеев
Марина Михайловна Халченко (RU)
Марина Михайловна Халченко
Антон Павлович Левшов (RU)
Антон Павлович Левшов
Original Assignee
Владимир Викторович Дидов
Виктор Дмитриевич Сергеев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Викторович Дидов, Виктор Дмитриевич Сергеев filed Critical Владимир Викторович Дидов
Priority to RU2009102600/09A priority Critical patent/RU2385523C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2385523C1 publication Critical patent/RU2385523C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

FIELD: electric engineering.
SUBSTANCE: in proposed electric machine, comprising body arranged with the possibility to supply cooling gas into its cavity, equipped with end shields and facilities for supply of cooling gas to units arranged in body cavity, stator core equipped with winding, in cylindrical cavity of which there is a rotor installed with gap, comprising inductor and bearing unit, according to invention, bearing unit is arranged with the possibility of gas dynamic and gas static support of rotor, for this purpose outer surface of rotor is shaped as a cylinder, besides it is located in cylindrical cavity of bush fixed against slipping in end shields, between outer surface of bush and stator core cavity surface inverted to it there are longitudinal channels arranged, bush is installed with gap versus surface of rotor and is arranged of insulation non-magnet antifriction material, besides cavities of longitudinal channels are communicated with gap between bush and surface of rotor, at least via one circular row of through holes in bush wall.
EFFECT: high reliability of electric machine operation at high speed of rotor rotation without increase of its dimensions and weight.
5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромашиностроению, и может быть использовано при проектировании электрогенераторов и электродвигателей с высокой частотой вращения.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to electrical engineering, and can be used in the design of electric generators and electric motors with high speed.

Известна конструкция электромашины, содержащей статор и ротор, каждая опора вала которого содержит три подшипника, наружные кольца которых прижаты к опорным шейкам вала, а внутренние кольца расположены на эксцентриковых осях (US 3400285, 1969 г.).A known design of an electric machine containing a stator and a rotor, each shaft support of which contains three bearings, the outer rings of which are pressed against the support journals of the shaft, and the inner rings are located on the eccentric axes (US 3400285, 1969).

Недостатком этого устройства является малый срок эксплуатации и низкая надежность работы, обусловленные отсутствием постоянного и равномерного поджима подшипников к опорной шейке вала и, как следствие, увеличивающейся по мере износа контактирующих элементов вибрацией.The disadvantage of this device is the short life and low reliability due to the lack of constant and uniform pressure of the bearings to the journal shaft and, as a result, increases as the contact elements wear out vibration.

Известна электрическая машина, содержащая статор, закрепленный в корпусе, и ротор, расположенный на валу, каждая из опор которого содержит, по меньшей мере, три подшипника, внешние кольца которых прижаты к опорной шейке вала с помощью вспомогательного электродвигателя, ротор которого находится в зубчатом зацеплении с установленными в торцевых фланцах эксцентриковыми осями, на которых размещены внутренние кольца подшипников (см. SU 610247, Н02К 5/16, 1976).A known electric machine containing a stator mounted in the housing, and a rotor located on the shaft, each of the bearings of which contains at least three bearings, the outer rings of which are pressed against the supporting neck of the shaft using an auxiliary motor, the rotor of which is in gear engagement with eccentric axes installed in the end flanges, on which the inner rings of the bearings are located (see SU 610247, Н02К 5/16, 1976).

Недостатком известного устройства является то, что на подшипники действуют значительные силы, которые возникают от неуравновешенных масс на роторе машины и вызывают повышенные вибрационные и радиальные нагрузки. Для преодоления действия этих сил, отжимающих подшипники от шейки вала ротора, ротор вспомогательного электродвигателя должен развивать повышенный крутящий момент, который может быть обеспечен за счет увеличения мощности двигателя и, следовательно, его габаритов. Кроме того, при выключенном вспомогательном электродвигателе геометрическая ось вала ротора машины смещается, т.к. эксцентриковые оси подшипников под действием его веса поворачиваются на величину эксцентриситета, при этом вал ротора "проваливается" под собственным весом между наружными кольцами подшипников. Все это уменьшает срок эксплуатации машины и снижает надежность ее работы. Кроме того, конструкция машины усложненаA disadvantage of the known device is that significant forces act on the bearings, which arise from unbalanced masses on the rotor of the machine and cause increased vibration and radial loads. To overcome the action of these forces, squeezing the bearings from the neck of the rotor shaft, the rotor of the auxiliary motor must develop increased torque, which can be achieved by increasing the motor power and, consequently, its dimensions. In addition, when the auxiliary motor is off, the geometric axis of the rotor shaft of the machine is shifted, because the eccentric axes of the bearings under the influence of its weight are rotated by the amount of eccentricity, while the rotor shaft “falls through” under its own weight between the outer rings of the bearings. All this reduces the life of the machine and reduces the reliability of its operation. In addition, the design of the machine is complicated.

Известна также электромашина, содержащая корпус, выполненный с возможностью подвода в его полость охлаждающего газа, снабженный торцевыми щитами и средствами подвода охлаждающего газа к узлам, размещенным в полости корпуса, сердечник статора, снабженный обмоткой, в цилиндрической полости которого с зазором размещен ротор, содержащий индуктор и подшипниковый узел (см. Балагуров В.А., Галтеев Ф.Ф. Электрические генераторы с постоянными магнитами. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 280 с.). Устройство является высокооборотной электрической машиной.An electric machine is also known, comprising a housing configured to supply cooling gas into its cavity, provided with end shields and means for supplying cooling gas to the nodes located in the housing cavity, a stator core equipped with a winding, in the cylindrical cavity of which a rotor containing an inductor is placed with a gap and a bearing assembly (see Balagurov V.A., Galteev F.F. Electric generators with permanent magnets. - M.: Energoatomizdat, 1988. - 280 p.). The device is a high-speed electric machine.

Недостатком данного устройства является невозможность существенного уменьшения массогабаритных характеристик устройства за счет повышения скорости вращения ротора. Поскольку нагрузочные характеристики подшипниковых узлов не допускают высокие скорости вращения ротора при уменьшении его радиального размера.The disadvantage of this device is the inability to significantly reduce the weight and size characteristics of the device by increasing the rotational speed of the rotor. Since the load characteristics of the bearing assemblies do not allow high rotor speeds while reducing its radial size.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является обеспечение высокой надежности работы электромашины при высокой скорости вращения ротора без увеличения ее массогабаритных показателей.The task to which the proposed technical solution is directed is to ensure high reliability of the electric machine at a high rotor speed without increasing its overall dimensions.

Технический результат, который достигается при решении поставленной задачи, выражается в обеспечении возможности использования газового слоя в зазоре между статором и ротором электромашины для организации газового подшипника и за счет этого отказа от подшипников качения. Кроме того, повышается ресурс электромашины при работе на повышенных и высоких частотах вращения. Кроме того, обеспечивается возможность использования охлаждающего газа в качестве смазывающего агента (для формирования газостатического и газодинамического подшипника). Одновременно обеспечивается минимальный прогиб вала.The technical result that is achieved when solving the problem is expressed in providing the possibility of using the gas layer in the gap between the stator and the rotor of the electric machine to organize the gas bearing and due to this rejection of the rolling bearings. In addition, increases the resource of the electric machine when working at high and high speeds. In addition, it is possible to use cooling gas as a lubricant (for forming a gas-static and gas-dynamic bearing). At the same time, a minimum deflection of the shaft is ensured.

Для решения поставленной задачи электромашина, содержащая корпус, выполненный с возможностью подвода в его полость охлаждающего газа, снабженный торцевыми щитами и средствами подвода охлаждающего газа к узлам, размещенным в полости корпуса, сердечник статора, снабженный обмоткой, в цилиндрической полости которого с зазором размещен ротор, содержащий индуктор и подшипниковый узел, отличается тем, что подшипниковый узел выполнен с возможностью газодинамического и газостатического поддержания ротора, для чего наружной поверхности ротора придана цилиндрическая форма, при этом он размещен в цилиндрической полости втулки, зафиксированной от проворачивания в торцевых щитах, при этом между внешней поверхностью втулки и обращенной к ней поверхностью полости сердечника статора образованы продольные каналы, при этом втулка размещена с зазором по отношению к поверхности ротора и выполнена из изоляционного немагнитного антифрикционного материала, причем полости продольных каналов сообщены с зазором между втулкой и поверхностью ротора, по меньшей мере, одним кольцевым рядом сквозных отверстий в стенке втулки. Кроме того, краевые участки ротора выполнены в виде цилиндрических втулок, внешний диаметр которых равен диаметру ротора, при этом длина опорной поверхности втулки и ротора превышает длину индуктора. Кроме того, часть ротора, прилегающая к оси его симметрии, выполнена в виде вала, предпочтительно полого, с возможностью жесткой фиксации с валом турбины и/или компрессора. Кроме того, зазор между втулкой и поверхностью ротора сообщен с полостью вала радиальными отверстиями, выполненными во втулке. Кроме того, втулка выполнена тонкостенной.To solve this problem, an electric machine containing a housing configured to supply cooling gas into its cavity, equipped with end shields and means for supplying cooling gas to the nodes located in the housing cavity, a stator core equipped with a winding in which a rotor is placed with a gap in the cylindrical cavity, comprising an inductor and a bearing assembly, characterized in that the bearing assembly is capable of gas-dynamic and gas-static maintenance of the rotor, for which the outer surface of the rotor and given a cylindrical shape, while it is placed in a cylindrical cavity of the sleeve, fixed from turning in the end shields, while longitudinal channels are formed between the outer surface of the sleeve and the surface of the stator core cavity facing it, while the sleeve is placed with a gap relative to the rotor surface and made of insulating non-magnetic antifriction material, and the cavity of the longitudinal channels are communicated with a gap between the sleeve and the surface of the rotor, at least one annular row through holes in the wall of the sleeve. In addition, the edge sections of the rotor are made in the form of cylindrical bushings, the outer diameter of which is equal to the diameter of the rotor, while the length of the supporting surface of the sleeve and rotor exceeds the length of the inductor. In addition, the part of the rotor adjacent to its axis of symmetry is made in the form of a shaft, preferably hollow, with the possibility of rigid fixation with the shaft of the turbine and / or compressor. In addition, the gap between the sleeve and the rotor surface is in communication with the shaft cavity by radial holes made in the sleeve. In addition, the sleeve is thin-walled.

Сопоставительный анализ совокупности существенных признаков предлагаемого технического решения и совокупности существенных признаков прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».A comparative analysis of the set of essential features of the proposed technical solution and the set of essential features of the prototype and analogues indicates its compliance with the criterion of "novelty".

При этом существенные признаки отличительной части формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.In this case, the essential features of the characterizing part of the claims solve the following functional tasks.

Признак «подшипниковый узел выполнен с возможностью газодинамического поддержания ротора» позволяет отказаться от поддержания ротора на подшипниках качения, тем самым исключается необходимость формирования соответствующих посадочных мест под подшипниковые узлы (с уменьшением поперечного сечения ротора), кроме того резко уменьшается удельная нагрузка на опорные участки втулки, поскольку в их качестве используется практически вся поверхность ротора.The sign "the bearing unit is made with the possibility of gas-dynamic support of the rotor" eliminates the need to maintain the rotor on the rolling bearings, thereby eliminating the need for the formation of appropriate seats for the bearing units (with a decrease in the cross section of the rotor), in addition, the specific load on the bearing sections of the sleeve sharply decreases, since they use almost the entire surface of the rotor.

Признак, указывающий, что подшипниковый узел выполнен также «с возможностью газостатического поддержания ротора», обеспечивает повышение эффективности работы подшипникового узла на всех режимах работы машины от разгонного (когда мал эффект газодинамического поддержания ротора) до рабочего (когда минимален эффект газостатического поддержания ротора).A sign indicating that the bearing assembly is also made "with the possibility of gas-static support of the rotor" provides an increase in the efficiency of the bearing assembly in all operating modes of the machine from acceleration (when the effect of gas-dynamic support of the rotor is small) to working (when the effect of gas-static maintenance of the rotor is minimal).

Признаки «наружной поверхности ротора придана цилиндрическая форма, причем он размещен в цилиндрической полости втулки» обеспечивают конструктивное формирование газодинамического подшипника, в котором ротор играет роль цапфы, а обращенная к нему поверхность втулки играет роль опорного отверстия, в котором эта цапфа размещена.The signs "the outer surface of the rotor is cylindrical in shape, and it is placed in the cylindrical cavity of the sleeve" provides the constructive formation of a gas-dynamic bearing in which the rotor acts as a journal and the surface of the sleeve facing it plays the role of a support hole in which this journal is located.

При этом не лимитируется форма внешней поверхности втулкиIn this case, the shape of the outer surface of the sleeve is not limited

Признаки, указывающие, что втулка выполнена «жестко зафиксированной в торцевых щитах, размещенной с зазором к поверхности ротора, открытым со стороны торцевых щитов», обеспечивают возникновение эффекта газодинамического поддержания ротора при его вращении.Signs indicating that the sleeve is "rigidly fixed in the end shields, placed with a gap to the surface of the rotor open from the side of the end shields", provide the occurrence of gas-dynamic support of the rotor during its rotation.

Признаки «между внешней поверхностью втулки и обращенной к ней поверхностью полости сердечника статора образованы продольные каналы» повышают эффективность отвода тепла от статора и обеспечивают возможность использования отработанного охлаждающего газа в качестве смазывающего при дросселировании этого газа в полость втулки.The signs “longitudinal channels are formed between the outer surface of the sleeve and the surface of the stator core cavity facing it” increase the efficiency of heat removal from the stator and provide the possibility of using the exhaust cooling gas as a lubricant when throttling this gas into the sleeve cavity.

Признаки «втулка размещена с зазором по отношению к поверхности ротора» обеспечивают возможность формирования в названном зазоре газостатического и/или газодинамического слоя, поддерживающего ротор.The signs "the sleeve is placed with a gap relative to the surface of the rotor" provide the possibility of forming in the said gap a gas-static and / or gas-dynamic layer supporting the rotor.

Признаки, указывающие, что «втулка выполнена из изоляционного немагнитного антифрикционного материала», обеспечивают возможность работы электрической машины. При этом антифрикционные свойства втулки обеспечивают минимальный ее износ и задиры при аварийном соприкосновении с ротором.Signs indicating that "the sleeve is made of an insulating non-magnetic anti-friction material", provide the possibility of the electric machine. At the same time, the antifriction properties of the sleeve ensure its minimum wear and scoring during emergency contact with the rotor.

Признаки «полости продольных каналов сообщены с зазором между втулкой и поверхностью ротора, по меньшей мере, одним кольцевым рядом сквозных отверстий в стенке втулки» обеспечивают возможность перепуска охлаждающего газа в полость втулки и тем самым возможность его использования в качестве смазывающего как в газостатическом, так и газодинамическом режимах работы подшипника.The signs "the cavity of the longitudinal channels are communicated with a gap between the sleeve and the rotor surface with at least one annular row of through holes in the wall of the sleeve" provide the possibility of bypassing the cooling gas into the cavity of the sleeve and thereby the possibility of its use as a lubricant in both the gas-static and gas-dynamic modes of operation of the bearing.

Признаки второго пункта формулы изобретения уменьшают удельную нагрузку на опорную поверхность втулки за счет возможности увеличения площади опорной поверхности.The features of the second claim reduce the specific load on the supporting surface of the sleeve due to the possibility of increasing the area of the supporting surface.

Признаки третьего пункта формулы изобретения обеспечивают надежное соединение ротора электромашины с валом турбины и/или компрессора, увеличивают жесткость конструкции и минимизируют прогиб вала при изгибных колебаниях.The features of the third claim provide a reliable connection of the rotor of the electric machine with the shaft of the turbine and / or compressor, increase the rigidity of the structure and minimize the deflection of the shaft during bending vibrations.

Признаки четвертого пункта формулы изобретения обеспечивают возможность сброса отработанного смазывающего газа через полость вала и, дополнительно, способствуют отводу тепла от ротора.The features of the fourth claim provide the possibility of discharging the waste lubricating gas through the cavity of the shaft and, in addition, contribute to the removal of heat from the rotor.

Признаки пятого пункта формулы изобретения обеспечивают повышение магнитной индукции и, следовательно, эффективность работы электромашины.The features of the fifth claim provide an increase in magnetic induction and, therefore, the efficiency of the electric machine.

Заявленное устройство иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан продольный разрез машины; на фиг.2 показан ее поперечный разрез по А-А.The claimed device is illustrated by drawings, where figure 1 shows a longitudinal section of a machine; figure 2 shows its cross section along aa.

На чертежах показаны корпус 1, в полости которого установлен сердечник статора из одного или нескольких пакетов 2 из электротехнической стали, разделенных друг от друга дистанционными распорками 3, обеспечивающими радиальные вентиляционные каналы 4. По внешнему диаметру пакеты опираются на выступы в корпусе статора, между выступами располагаются осевые каналы 5, в которые поступает охлаждающий газ через отверстие 6 в корпусе. В пазах пакетов уложена обмотка статора 7.The drawings show a housing 1, in the cavity of which a stator core is installed from one or several packages 2 of electrical steel, separated from each other by distance spacers 3, providing radial ventilation ducts 4. According to the outer diameter, the packages are supported by protrusions in the stator housing, located between the protrusions axial channels 5 into which cooling gas enters through an opening 6 in the housing. In the grooves of the packages, the stator winding 7 is laid.

Статор собирают в следующем порядке. Из штампованных листов электротехнической стали собирают пакеты и скрепляют сваркой по канавкам на наружной цилиндрической поверхности. Первый пакет, снабженный нажимным листом, вставляют в корпус электромашины до упора. Далее со строгой ориентацией устанавливают поочередно дистанционные распорки и пакеты сердечника, причем последний пакет также снабжен нажимным листом. Если сердечник статора состоит из одного пакета, его снабжают нажимными листами с обеих торцевых сторон. Полученный комплект пакетов и дистанционных распорок (или единственный пакет, при малой продольной длине машины) прессуют и известным образом фиксируют в корпусе машины с помощью разрезного кольца. Далее в пазы пакетов устанавливают пазовую изоляцию, укладывают обмотку статора и заклинивают ее. Обмотку статора подвергают пропитке и сушке. Внутрь статора вставляют цилиндрическую немагнитную изоляционную втулку с радиальными отверстиями.The stator is collected in the following order. Packages are assembled from stamped sheets of electrical steel and fastened by welding along grooves on the outer cylindrical surface. The first package, equipped with a pressure sheet, is inserted into the body of the electric machine until it stops. Further, with strict orientation, distance spacers and core packages are installed alternately, the latter package also having a pressure sheet. If the stator core consists of one package, it is supplied with pressure sheets from both end faces. The resulting set of packages and distance struts (or a single package, with a small longitudinal length of the machine) is pressed and fixed in a known manner in the machine body using a split ring. Next, groove insulation is installed in the grooves of the packages, the stator winding is laid and it is jammed. The stator winding is subjected to impregnation and drying. A cylindrical non-magnetic insulating sleeve with radial holes is inserted inside the stator.

Часть полости корпуса, в которой размещен статор, отделена от остального объема корпуса втулкой 8, которая зафиксирована в торцевых щитах 9 с исключением проворачивания в них и размещена с образованием продольных каналов 10 между внешней поверхностью втулки 8 и обращенной к ней поверхностью полости сердечника статора. Втулка выполнена с цилиндрической внутренней полостью. Для ее изготовления использован изоляционный немагнитный антифрикционный материал, например стеклотекстолит. В ее полости размещен с зазором 11 ротор 12. Полости продольных каналов 10 сообщены с зазором 11 (между поверхностью полости втулки 8 и поверхностью ротора 12). При этом использованы ограничители расхода газа, например, в виде, по меньшей мере, одного кольцевого ряда сквозных радиальных отверстий 13.The part of the housing cavity in which the stator is located is separated from the rest of the housing by the sleeve 8, which is fixed in the end shields 9 with the exception of turning in them and placed with the formation of longitudinal channels 10 between the outer surface of the sleeve 8 and the surface of the stator core cavity facing it. The sleeve is made with a cylindrical internal cavity. For its manufacture, an insulating non-magnetic anti-friction material, for example fiberglass, has been used. A rotor 12 is placed in its cavity with a gap 11. The cavities of the longitudinal channels 10 are in communication with the gap 11 (between the surface of the sleeve cavity 8 and the surface of the rotor 12). In this case, gas flow limiters are used, for example, in the form of at least one annular row of through radial holes 13.

Ротор содержит индуктор, выполненный известным образом, например, из постоянных магнитов 14, и полый вал 15.The rotor comprises an inductor made in a known manner, for example, of permanent magnets 14, and a hollow shaft 15.

При малой длине ротора 12 его вал 15 может быть сплошным. При большой длине ротора целесообразно выполнить вал 15 полым, при этом на его сплошной наружной цилиндрической поверхности может быть выполнена кольцевая канавка 16. Вдоль окружности канавки может быть просверлено несколько радиальных отверстий 17 в полость вала 15. Если в машине устроен один подшипник, то радиальные отверстия в роторе отсутствуют.With a small length of the rotor 12, its shaft 15 may be continuous. With a large length of the rotor, it is advisable to make the shaft 15 hollow, while an annular groove 16 can be made on its continuous outer cylindrical surface 16. Several radial holes 17 can be drilled along the circumference of the groove 17 into the shaft cavity 15. If there is one bearing in the machine, the radial holes in a rotor are absent.

Ротор электромашины должен иметь цилиндрическую наружную поверхность, которая будет служить цапфой газового подшипника. Поэтому, если ротор явнополюсный, на него надевают тонкий немагнитный цилиндр (на чертежах не показан).The rotor of the electric machine must have a cylindrical outer surface, which will serve as the trunnion of the gas bearing. Therefore, if the rotor is clearly polar, a thin non-magnetic cylinder is put on it (not shown in the drawings).

Газостатический подшипник составляют данная втулка 8 с ограничителями расхода газа 13, наружная цилиндрическая поверхность ротора 12 и зазор 11 между втулкой и ротором.A gas-static bearing comprises this sleeve 8 with gas flow restrictors 13, the outer cylindrical surface of the rotor 12 and the gap 11 between the sleeve and the rotor.

Полый вал 15 выполнен как часть вала энергетической установки (на чертежах не показана). В рамках настоящей заявки под энергетической установкой понимаем агрегат, включающий заявленную электромашину и турбину и/или компрессор, обеспечивающие приведение во вращение ротора 12. Таким образом, вал электромашины связан с валом названного приводного механизма и образует жесткую конструкцию.The hollow shaft 15 is made as part of the shaft of the power plant (not shown in the drawings). In the framework of this application, a power plant is understood to mean an assembly including the declared electric machine and a turbine and / or compressor, which provide for the rotation of the rotor 12. Thus, the shaft of the electric machine is connected with the shaft of the drive mechanism and forms a rigid structure.

Заявленное устройство работает следующим образом.The claimed device operates as follows.

Приводной механизм (на чертежах не показан) приводит во вращение ротор 12.A drive mechanism (not shown in the drawings) drives the rotor 12.

Охлаждающий (он же смазывающий) газ, подаваемый известным образом, например, внешним компрессором (на чертежах не показан) под давлением в корпус машины через отверстие 6, проходит по осевым каналам 5 в корпусе, межпакетным вентиляционным каналам 4 и в зоне лобовых частей обмотки статора, после чего по продольным каналам 10 поступает далее в смазывающий зазор через ряды радиальных отверстий 13 во втулке 8. Газ, поступающий в зазор, создает газодинамическую и газостатическую подъемные силы за счет перепада давлений из-за разности зазоров в верхней и нижней частях подшипника, обеспечивающие поддержание ротора в подвешенном положении относительно втулки. С наружной цилиндрической поверхности ротора газ уходит в осевом направлении в обе стороны, а в центральной части - также уходит через радиальные отверстия 17 в полый вал 15 ротора 12 и далее в окружающую среду. Охлаждающий газ отнимает тепло от пакетов сердечника и обмотки статора, после чего одновременно выполняет функцию смазывающего и охлаждающего газа, отнимая тепло от наружной цилиндрической поверхности ротора 12 и поверхности полости его вала 15 после попадания в нее через отверстия 17. Тем самым ограничивается на допустимом уровне нагрев индуктора ротора.The cooling (it is lubricating) gas supplied in a known manner, for example, by an external compressor (not shown in the drawings) under pressure into the machine body through the hole 6, passes through axial channels 5 in the body, inter-ventilation ducts 4 and in the area of the frontal parts of the stator winding and then through the longitudinal channels 10 it then enters the lubricating gap through the rows of radial holes 13 in the sleeve 8. The gas entering the gap creates gas-dynamic and gas-static lifting forces due to the pressure difference due to the difference in the gaps in the upper her and the lower parts of the bearing, ensuring the support of the rotor in a suspended position relative to the sleeve. From the outer cylindrical surface of the rotor, the gas leaves axially in both directions, and in the central part also leaves through the radial holes 17 into the hollow shaft 15 of the rotor 12 and further into the environment. The cooling gas takes away heat from the core packets and the stator winding, after which it simultaneously functions as a lubricating and cooling gas, taking heat from the outer cylindrical surface of the rotor 12 and the surface of the cavity of its shaft 15 after it enters through the holes 17. Thereby, heating is limited to an acceptable level rotor inductor.

Работа электромашины не отличается от работы известных устройств аналогичного назначения.The operation of an electric machine does not differ from the operation of known devices of a similar purpose.

Claims (5)

1. Электромашина, содержащая корпус, выполненный с возможностью подвода в его полость охлаждающего газа, снабженный торцевыми щитами и средствами подвода охлаждающего газа к узлам, размещенным в полости корпуса, сердечник статора, снабженный обмоткой, в цилиндрической полости которого с зазором размещен ротор, содержащий индуктор и подшипниковый узел, отличающаяся тем, что подшипниковый узел выполнен с возможностью газодинамического и газостатического поддержания ротора, для чего наружной поверхности ротора придана цилиндрическая форма, при этом он размещен в цилиндрической полости втулки, зафиксированной от проворачивания в торцевых щитах, при этом между внешней поверхностью втулки и обращенной к ней поверхностью полости сердечника статора образованы продольные каналы, при этом втулка размещена с зазором по отношению к поверхности ротора и выполнена из изоляционного немагнитного антифрикционного материала, причем полости продольных каналов сообщены с зазором между втулкой и поверхностью ротора, по меньшей мере, одним кольцевым рядом сквозных отверстий в стенке втулки.1. An electric machine comprising a housing configured to supply cooling gas into its cavity, provided with end shields and means for supplying cooling gas to the nodes located in the housing cavity, a stator core equipped with a winding, in the cylindrical cavity of which a rotor containing an inductor is placed with a gap and a bearing assembly, characterized in that the bearing assembly is configured to have gas-dynamic and gas-static support of the rotor, for which a cylindrical shape is attached to the outer surface of the rotor ma, while it is placed in a cylindrical cavity of the sleeve, fixed from turning in the end shields, while longitudinal channels are formed between the outer surface of the sleeve and the surface of the stator core cavity facing it, while the sleeve is placed with a gap with respect to the rotor surface and is made of insulating non-magnetic antifriction material, and the cavities of the longitudinal channels are communicated with a gap between the sleeve and the surface of the rotor with at least one annular row of through holes in the wall bushings. 2. Электромашина по п.1, отличающаяся тем, что краевые участки ротора выполнены в виде цилиндрических втулок, внешний диаметр которых равен диаметру ротора, при этом длина опорной поверхности втулки и ротора превышает длину индуктора.2. The electric machine according to claim 1, characterized in that the edge sections of the rotor are made in the form of cylindrical bushings, the outer diameter of which is equal to the diameter of the rotor, while the length of the supporting surface of the sleeve and rotor exceeds the length of the inductor. 3. Электромашина по п.1, отличающаяся тем, что часть ротора, прилегающая к оси его симметрии, выполнена в виде вала, предпочтительно полого, с возможностью жесткой фиксации с валом турбины и/или компрессора.3. The electric machine according to claim 1, characterized in that the part of the rotor adjacent to its axis of symmetry is made in the form of a shaft, preferably hollow, with the possibility of rigid fixation with the shaft of the turbine and / or compressor. 4. Электромашина по п.1, отличающаяся тем, что зазор между втулкой и поверхностью ротора сообщен с полостью вала радиальными отверстиями, выполненными во втулке.4. The electric machine according to claim 1, characterized in that the gap between the sleeve and the surface of the rotor is in communication with the shaft cavity by radial holes made in the sleeve. 5. Электромашина по п.1, отличающаяся тем, что втулка выполнена тонкостенной. 5. The electric machine according to claim 1, characterized in that the sleeve is thin-walled.
RU2009102600/09A 2009-01-26 2009-01-26 Electric machine RU2385523C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009102600/09A RU2385523C1 (en) 2009-01-26 2009-01-26 Electric machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009102600/09A RU2385523C1 (en) 2009-01-26 2009-01-26 Electric machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2385523C1 true RU2385523C1 (en) 2010-03-27

Family

ID=42138481

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009102600/09A RU2385523C1 (en) 2009-01-26 2009-01-26 Electric machine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2385523C1 (en)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2474945C2 (en) * 2011-05-23 2013-02-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Electric machine
RU2477916C2 (en) * 2011-05-23 2013-03-20 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Electric machine
RU2489788C2 (en) * 2011-05-24 2013-08-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Electric machine
RU2523029C1 (en) * 2013-04-12 2014-07-20 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Electric machine
RU2541356C1 (en) * 2013-08-12 2015-02-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Electric machine
RU2542327C1 (en) * 2013-08-07 2015-02-20 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Electric machine
RU2544002C1 (en) * 2014-04-14 2015-03-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Electrical machine
RU2544009C1 (en) * 2014-04-14 2015-03-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Electrical machine
RU2544914C1 (en) * 2014-04-14 2015-03-20 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Electrical machine
RU2546645C1 (en) * 2014-04-14 2015-04-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Electrical machine
RU2549883C1 (en) * 2014-04-14 2015-05-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Electrical machine
RU2557069C1 (en) * 2014-04-14 2015-07-20 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Electrical machine
RU2660821C1 (en) * 2017-02-13 2018-07-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) Electric machine
RU2756523C1 (en) * 2020-01-15 2021-10-01 Тяньцзинь Юниверсити Spherical electric motor with gas-static bearings

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БАЛАГУРОВ В.А., ГАЛТЕЕВ Ф.Ф. Электрические генераторы с постоянными магнитами. - М.: Энергоатомиздат, 1988, с.280. *

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2474945C2 (en) * 2011-05-23 2013-02-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Electric machine
RU2477916C2 (en) * 2011-05-23 2013-03-20 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Electric machine
RU2489788C2 (en) * 2011-05-24 2013-08-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Electric machine
RU2523029C1 (en) * 2013-04-12 2014-07-20 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Electric machine
RU2542327C1 (en) * 2013-08-07 2015-02-20 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Electric machine
RU2541356C1 (en) * 2013-08-12 2015-02-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Electric machine
RU2544002C1 (en) * 2014-04-14 2015-03-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Electrical machine
RU2544009C1 (en) * 2014-04-14 2015-03-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Electrical machine
RU2544914C1 (en) * 2014-04-14 2015-03-20 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Electrical machine
RU2546645C1 (en) * 2014-04-14 2015-04-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Electrical machine
RU2549883C1 (en) * 2014-04-14 2015-05-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Electrical machine
RU2557069C1 (en) * 2014-04-14 2015-07-20 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Electrical machine
RU2660821C1 (en) * 2017-02-13 2018-07-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) Electric machine
RU2756523C1 (en) * 2020-01-15 2021-10-01 Тяньцзинь Юниверсити Spherical electric motor with gas-static bearings

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2385523C1 (en) Electric machine
RU2385524C1 (en) High-speed electric machine
EP3219984B1 (en) Sliding bearing arrangement for a wind turbine
US4415280A (en) Hydrodynamic fluid film bearing
RU185370U1 (en) MAGNET BEARING
US9048701B2 (en) Passive magnetic bearings for rotating equipment including induction machines
SE526286C2 (en) Rotary electric machine with bearing means arranged in or adjacent to the air gap, and power plant with such machine
EP2143944A1 (en) Wind turbine
EP2434150B2 (en) A three row roller bearing, in particular for a wind turbine
RU110565U1 (en) ELECTRIC MACHINE
EP3542079B1 (en) Thrust active magnetic bearing for shaft slow roll control
CN101515774B (en) High-temperature superconducting permanent magnetic hybrid magnetic suspension variable-frequency motor
EP2333323A1 (en) Wind power turbine
RU2645725C2 (en) Device with two coaxial rotors
US10197093B2 (en) Bearing arrangement
US9212665B2 (en) Planetary-type auxiliary bearing for a hydrostatic primary bearing
US8167495B2 (en) Device comprising a support structure and a rotating shaft and wind turbine
KR100723040B1 (en) Bearing assembly for high speed rotary body
RU2477916C2 (en) Electric machine
RU2523029C1 (en) Electric machine
RU2474945C2 (en) Electric machine
EP1657437A1 (en) Generator bearing arrangement in a wind power plant
RU2479095C2 (en) Electric spindle
CN214007792U (en) Gas bearing assembly and compressor
RU157069U1 (en) COMBINED BRACKET

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110127