RU2700274C1 - Электрическая машина с интенсивной системой охлаждения - Google Patents
Электрическая машина с интенсивной системой охлаждения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2700274C1 RU2700274C1 RU2019100627A RU2019100627A RU2700274C1 RU 2700274 C1 RU2700274 C1 RU 2700274C1 RU 2019100627 A RU2019100627 A RU 2019100627A RU 2019100627 A RU2019100627 A RU 2019100627A RU 2700274 C1 RU2700274 C1 RU 2700274C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stator
- electric machine
- cells
- rotor
- cooling system
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/24—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors with channels or ducts for cooling medium between the conductors
Abstract
Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано при изготовлении электродвигателей и генераторов. Технический результат - повышение надежности электрических машин благодаря защите от межвиткового короткого замыкания, а также повышение эффективности охлаждения обмотки. Электрическая машина содержит корпус, в котором расположены статор и ротор. Внутреннее пространство пазов статора выполнено в виде ячеек сотовой конструкции. Стенки ячеек изготовлены из прочного высокотеплопроводного изоляционного материала. В каждую отдельную ячейку помещен проводник, причем ячейки выполнены с возможностью протекания по ним охлаждающей жидкости. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано при изготовлении электродвигателей и генераторов.
Известна электромашина [патент РФ №2477916 С2, кл. Н02K 5/16, 23.05.2011 г.], содержащая герметичный корпус, в полости которой размещен шихтованный сердечник статора из электротехнической стали с открытыми пазами, в которых размещены обмотки, а в цилиндрической полости статора с возможностью вращения размещен ротор электромашины, при этом сердечник статора снабжен радиальными межпакетными вентиляционными каналами, аэродинамически сообщенными продольными каналами корпуса с внешней средой. Проводники обмотки каждого паза статора зафиксированы клином и контактирующей с ним шпоночной вставкой, поперечное сечение которой выполнено с возможностью фиксации спинки шпоночной вставки под клином паза, а сечение выступа соответствует сечению паза, поверхность спинки шпоночной вставки по всей ее длине снабжена продольным желобом, сообщенным с межпакетными вентиляционными каналами сердечника статора, причем объемы шпоночных вставок, выступающие над поверхностью полости сердечника статора, объединены в трубчатую втулку, предпочтительно составленную из сегментов, с образованием внутренней поверхности цилиндрической формы, в полости корпуса соосно с полостью сердечника статора установлены цилиндрические втулки, выполненные из изоляционного материала, например, стеклотекстолита, скрепленные своими торцами с торцами крайних пакетов статора.
Недостатками данного аналога являются ограниченная область применения из-за отсутствия возможности использовать жидкостное охлаждение, а также невысокий коэффициент заполнения стали из-за использования шпоночных пазов и втулок. Кроме того, в таком устройстве отсутствует защита от межвиткового короткого замыкания.
Известно устройство [патент РФ №2354029 С2, кл. Н02K 1/00, 07.07.2004 г.], состоящее из электрического двигателя, в корпусе которого содержится пакет статорных дисков. Диски имеют расположенные в линию пазы, образующие в статоре отверстия. В каждый из пазов помещают изготовленную из диэлектрической пленки трубу со сплошной боковой цилиндрической стенкой. Труба имеет слой диэлектрической пленки, изготовленной из неплавкого материала, который служит изоляцией, выдерживающей высокие температуры.
Недостатками данного аналога являются повышенный немагнитный воздушный зазор и отсутствие защиты от межвиткового короткого замыкания.
Известно устройство [патент РФ №2580951 С2, кл. Н02K 9/19, 02.09.2014 г.], состоящее из статора, внутри которого установлен ротор с валом с возможностью вращения на подшипниках, маслораспределительные кольца ротора с радиальными и осевыми отверстиями и маслораспределительные шайбы статора, в которых выполнены по периметру секторные пазы, два штуцера подачи масла и два штуцера отвода масла. В сердечнике статора по его периметру выполнены сквозные отверстия, параллельные оси электрической машины. В валу ротора по его оси выполнено глухое осевое отверстие и радиальные отверстия на шейках вала.
Недостатками данного аналога являются ограниченные функциональные возможности за счет применения только масляного охлаждения. Кроме того, отсутствует защита от межвиткового короткого замыкания.
Известна электрическая машина (патент DE 10330295; Мкл. Н02K 9/19; опубл. 20.01.2005), содержащая корпус, в котором расположены статор и ротор. Корпус машины частично заполнен охлаждающей жидкостью, которая под действием центробежной силы выталкивается из зазора, при этом за счет использования на торцах ротора теплоотводов обеспечивается теплообмен между поверхностью ротора и охлаждающей жидкостью.
Недостатком данного аналога является недостаточная эффективность системы охлаждения статора и ротора из-за отсутствия контакта с охлаждающей жидкостью.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство [заявка WO2018/145807 Al, Н02K 3/12, 16.08.2018], содержащее корпус, в котором расположены статор и ротор. В статоре обмотки имеют плоскую форму и укладываются друг над другом, таким образом, они образуют параллельные ряды из обмоток. Открытая часть паза, в которую устанавливают клин, используется для охлаждения за счет того, что клин представлен в виде полой трубки из высокотеплопроводного материала, по которому протекает жидкость и отводит тепло от обмоток.
Недостатком ближайшего аналога является недостаточная эффективность системы охлаждения, обусловленная тем, что самая нагретая часть обмотки расположена на дне паза и не взаимодействует с полой трубкой, по которой протекает хладагент, кроме того у данного аналога отсутствует защита от межвиткового короткого замыкания.
Задача изобретения - расширение функциональных возможностей электрических машин благодаря увеличению эффективности системы охлаждения и использованию защиты от межвиткового короткого замыкания.
Технический результат - повышение надежности электрических машин благодаря защите от межвиткового короткого замыкания, а также уменьшение уровня нагрева электрической машины за счет использования эффективной системы охлаждения.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается в электрической машине, содержащей корпус, в котором расположены статор и ротор, согласно изобретению, внутреннее пространство паза статора выполнено в виде ячеек сотовой конструкции, стенки ячеек изготовлены из прочного, высокотеплопроводного изоляционного материала, в каждую отдельную ячейку помещен проводник, причем ячейки выполнены с возможностью протекания по ним охлаждающей жидкости.
В результате от каждого проводника обмотки отводится тепло, кроме того за счет соприкосновения стенок ячеек с пазом в статоре производится эффективный теплообмен между ними и происходит охлаждение статора и всей машины. Также обеспечивается защита проводника от контакта с другими проводниками, и исключается возможность межвиткового короткого замыкания.
Существо изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен поперечный разрез электрической машины с интенсивной системой охлаждения. На фиг. 2 изображен паз с обмоткой.
Электрическая машина с интенсивной системой охлаждения содержит корпус 1, в котором расположен статор 2 и ротор 3. Внутреннее пространство паза 4 статора 2 выполнено в виде ячеек 5, сотовой конструкции, стенки ячеек 5 изготовлены из прочного высокотеплопроводного изоляционного материала, в каждую отдельную ячейку помещен проводник 6 обмотки, тем самым обеспечивается защита его от контакта с другими проводниками, и исключается возможность межвиткового короткого замыкания. Ячейки 5 выполнены с возможностью протекания по ним охлаждающей жидкости 7, в результате от каждого проводника обмотки отводится тепло, кроме того за счет соприкосновения стенок ячеек 5 с пазом 4 в статоре 2 происходит эффективный теплообмен между ними.
Электрическая машина с интенсивной системой охлаждения работает следующим образом: частота вращения ротора 3 электрической машины в режиме генератора составляет 60000 об/мин, при этом под действием магнитного поля, создаваемого постоянными магнитами 8, на проводниках 6 обмотки статора 2 индуцируется ЭДС. При подключении нагрузки к генератору на проводниках 6 обмотки статора 2 протекает электрический ток и выделяется тепловая энергия:
Q=I2R,
где Q - количество теплоты, выделяемое обмоткой статора, Вт;
I - ток в обмотке статора, А;
R - сопротивление в обмотке статора, Ом.
При работе устройства обмотка статора нагревается. Протекающая в ячейках 5 паза 4 жидкость 7 отводит тепло от каждого проводника 6 обмотки электрической машины, за счет этого достигается максимальная эффективность охлаждения. Защита от межвиткового короткого замыкания обеспечивается тем, что каждый проводник 6 окружен стенками ячейки 5, которые выполняют функцию дополнительной изоляции и делают невозможным замыкание проводников 6 обмотки между собой.
Итак, заявляемое изобретение позволяет расширить функциональные возможности электрической машины благодаря увеличению эффективности системы охлаждения и использованию защиты от межвиткового короткого замыкания.
Таким образом, достигается повышение надежности электрических машин благодаря уменьшению уровня нагрева электрической машины за счет использования эффективной системы охлаждения, а также благодаря защите от межвиткового короткого замыкания.
Claims (1)
- Электрическая машина, содержащая корпус, в котором расположены статор и ротор, отличающаяся тем, что внутреннее пространство пазов статора выполнено в виде ячеек сотовой конструкции, стенки ячеек изготовлены из прочного высокотеплопроводного изоляционного материала, в каждую отдельную ячейку помещен проводник, причем ячейки выполнены с возможностью протекания по ним охлаждающей жидкости.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019100627A RU2700274C1 (ru) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | Электрическая машина с интенсивной системой охлаждения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019100627A RU2700274C1 (ru) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | Электрическая машина с интенсивной системой охлаждения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2700274C1 true RU2700274C1 (ru) | 2019-09-16 |
Family
ID=67989544
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019100627A RU2700274C1 (ru) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | Электрическая машина с интенсивной системой охлаждения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2700274C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2719287C1 (ru) * | 2019-12-13 | 2020-04-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Статор электрической машины с трубчатой системой охлаждения |
RU223020U1 (ru) * | 2023-08-18 | 2024-01-29 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт механотронных технологий - Альфа - Научный центр" | Бесконтактный электродвигатель постоянного тока |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU284137A1 (ru) * | ||||
SU417872A1 (ru) * | 1971-07-19 | 1974-02-28 | ||
US3956724A (en) * | 1972-11-16 | 1976-05-11 | Westinghouse Electric Corporation | Superconductive winding with cooling passages |
SU1400522A3 (ru) * | 1984-09-07 | 1988-05-30 | Ббцаг Браун,Бовери Унд Ко (Фирма) | Соединительное устройство дл подвода охлаждающей жидкости к полым проводникам или дл ее отвода от полых проводников стержней статорной обмотки электрической машины |
RU2054782C1 (ru) * | 1990-12-28 | 1996-02-20 | Виталий Сергеевич Максимов | Проводник обмотки статора с жидкостным охлаждением |
RU2146410C1 (ru) * | 1994-08-11 | 2000-03-10 | Сименс АГ | Устройство с множеством вытянутых вдоль продольной оси и уложенных друг на друга в стопку вдоль вертикальной оси стержней обмотки |
EP2744080A1 (en) * | 2012-12-11 | 2014-06-18 | Alstom Technology Ltd | Stator winding of a directly cooled turbogenerator |
-
2019
- 2019-01-10 RU RU2019100627A patent/RU2700274C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU284137A1 (ru) * | ||||
SU417872A1 (ru) * | 1971-07-19 | 1974-02-28 | ||
US3956724A (en) * | 1972-11-16 | 1976-05-11 | Westinghouse Electric Corporation | Superconductive winding with cooling passages |
SU1400522A3 (ru) * | 1984-09-07 | 1988-05-30 | Ббцаг Браун,Бовери Унд Ко (Фирма) | Соединительное устройство дл подвода охлаждающей жидкости к полым проводникам или дл ее отвода от полых проводников стержней статорной обмотки электрической машины |
RU2054782C1 (ru) * | 1990-12-28 | 1996-02-20 | Виталий Сергеевич Максимов | Проводник обмотки статора с жидкостным охлаждением |
RU2146410C1 (ru) * | 1994-08-11 | 2000-03-10 | Сименс АГ | Устройство с множеством вытянутых вдоль продольной оси и уложенных друг на друга в стопку вдоль вертикальной оси стержней обмотки |
EP2744080A1 (en) * | 2012-12-11 | 2014-06-18 | Alstom Technology Ltd | Stator winding of a directly cooled turbogenerator |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2719287C1 (ru) * | 2019-12-13 | 2020-04-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Статор электрической машины с трубчатой системой охлаждения |
RU223020U1 (ru) * | 2023-08-18 | 2024-01-29 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт механотронных технологий - Альфа - Научный центр" | Бесконтактный электродвигатель постоянного тока |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4980747B2 (ja) | 回転電機 | |
US7538457B2 (en) | Electric motor assemblies with coolant flow for concentrated windings | |
EP2747251B1 (en) | Rotating electrical machine for vehicles with liquid cooling | |
US9419499B2 (en) | Rotating electric machine having a cooling device and cooling liquid collection tanks | |
US10148154B2 (en) | Rotary electric generator stator, rotary electric generator comprising said stator and wind turbine incorporating said rotary electric generator | |
US20120169158A1 (en) | Cooling system for an asynchronous rotor | |
CN105305667A (zh) | 电机 | |
CN108649749B (zh) | 具有注水型绕组和多向自循环通风系统的开关磁阻电机 | |
CA2817064C (en) | Axial flux electrical machines | |
JP2020099180A (ja) | 特に車両用の電気機械 | |
CN114024379B (zh) | 一种定子永磁型轴向磁场永磁电机的冷却系统 | |
US20180212494A1 (en) | Electrical machine | |
RU2700274C1 (ru) | Электрическая машина с интенсивной системой охлаждения | |
US10910916B2 (en) | Fluid cooled and fluid insulated electric machine | |
US10305353B2 (en) | Thermally conductive material between rotor coil and core for improved cooling | |
BR102023004227A2 (pt) | Motor elétrico, e, método de fabricação de um motor elétrico | |
BRPI0411909B1 (pt) | dispositivo, sistema e método para a montagem de motor industrial compreendendo um eixo de rotor ventilado | |
JP2014117087A (ja) | 回転電機 | |
KR101243291B1 (ko) | 공랭식 고정자코일 냉각장치 | |
CN108092431B (zh) | 电机 | |
SE513057C2 (sv) | Roterande elektrisk maskin jämte förfarande för värmeisolering av en roterande elektrisk maskin | |
Zhang et al. | Thermal Design of Air-Cooled YASA AFPM Motor with Heat Pipes | |
CN106464053B (zh) | 旋转电机的转子 | |
US20230402896A1 (en) | Cooling system for high-density motor | |
EP2442060A1 (en) | A generator, in particular for a wind turbine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200313 Effective date: 20200313 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210111 |