RU2706802C1 - Статор электрической машины с жидкостным охлаждением (варианты) - Google Patents

Статор электрической машины с жидкостным охлаждением (варианты) Download PDF

Info

Publication number
RU2706802C1
RU2706802C1 RU2018135783A RU2018135783A RU2706802C1 RU 2706802 C1 RU2706802 C1 RU 2706802C1 RU 2018135783 A RU2018135783 A RU 2018135783A RU 2018135783 A RU2018135783 A RU 2018135783A RU 2706802 C1 RU2706802 C1 RU 2706802C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stator
channel
cooling
electric machine
windings
Prior art date
Application number
RU2018135783A
Other languages
English (en)
Inventor
Флюр Рашитович Исмагилов
Вячеслав Евгеньевич Вавилов
Валентина Владимировна Айгузина
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет"
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 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет"
Priority to RU2018135783A priority Critical patent/RU2706802C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2706802C1 publication Critical patent/RU2706802C1/ru

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/20Stationary parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/14Arrangements for cooling or ventilating wherein gaseous cooling medium circulates between the machine casing and a surrounding mantle
    • H02K9/16Arrangements for cooling or ventilating wherein gaseous cooling medium circulates between the machine casing and a surrounding mantle wherein the cooling medium circulates through ducts or tubes within the casing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области электромашиностроения, в частности к высокооборотным электрическим машинам. Технический результат - повышение эффективности охлаждения и снижение тепловой заметности электрических машин. Беспазовый статор электрической машины с жидкостным охлаждением содержит магнитопровод, тороидальную обмотку и по меньшей мере один охладитель, имеющий по меньшей мере один канал для охлаждающей жидкости. Канал для охлаждающей жидкости выполнен в виде змеевика, расположенного на внутренней и/или внешней поверхности магнитопровода статора с тороидальными обмотками, причем канал выполнен плотно прилегающим к указанным обмоткам. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относится к области электромашиностроения, в частности к высокооборотным и сверхвысокооборотным электрическим машинам.
Известен статор электрической машины с жидкостным охлаждением [патент РФ №2283525, Н02K 9/19, опубл. 10.09.2006], содержащий охладители, каждый из которых состоит из трубки, внутри которой протекает охлаждающая жидкость, и корпуса охладителя. При этом он снабжен охладителями, каждый из которых состоит из медного корпуса охладителя и медной трубки, вложенной в корпус охладителя, насосом, коллектором и теплообменником, причем каждый охладитель с охлаждающей жидкостью размещен без зазора между участками магнитопровода статора, разделенного по длине, при этом насос соединен с коллектором, выполненным с возможностью подачи охлаждающей жидкости параллельно во все охладители, а охладители выполнены с возможностью поступления подогретой, выделяемой теплом статора электрической машины, охлаждающей жидкости по медным трубкам в отводную часть коллектора, причем коллектор соединен с теплообменником, который выполнен с возможностью подачи после охлаждения жидкости снова во входную часть коллектора.
Известен статор электрической машины с жидкостным охлаждением [патент РФ №2223584, Н02K 1/20, Н02K 9/02, опубл. 20.01.2003], сердечник которого набран из изолированных листов электротехнической стали, при этом на внутреннем диаметре сердечника расположены пазы с обмоткой якоря, а на внешнем диаметре расположены ориентированные вдоль продольной оси статора пазы, в которых размещена обмотка охлаждения в виде зигзагообразного змеевика, при этом пазы на внешнем диаметре сердечника выполнены открытыми, имеют прямоугольную форму, обмотка охлаждения выполнена из трубок прямоугольного сечения и состоит как минимум из двух параллельно соединенных по охлаждающему агенту ветвей, прямолинейные элементы которых расположены в пазах в два слоя, а потоки охлаждающего агента в ветвях направлены по окружности статора навстречу друг другу.
Также известна рубашка охлаждения статора электромашины [патент РФ №169095, Н02K 9/16, опубл. 03.03.2017], выполненная в виде спирального трубчатого элемента с патрубками входа и выхода охлаждающей жидкости и предназначенная для установки между статором и корпусом электромашины, причем спиральный трубчатый элемент выполнен в виде двух спиральных ветвей, одна из которых включает входной патрубок с одного торца и витки, выполненные так, что между ними размещены витки второй ветви с выходным патрубком с того же, что и входной патрубок, торца, при этом обе ветви гидравлически соединены между собой с противоположного патрубкам торца.
Общим недостатком этих аналогов является малая площадь соприкосновения охлаждающей жидкости с активными тепловыделяющими частями статора (обмотками), а также ограниченные функциональные возможности относительно беспазовых электрических машин с тороидальными обмотками. Применение подобных статоров для электрических машин с тороидальными обмотками будет неэффективно, так как необходимо охлаждение и внешней, и внутренней частей обмоток.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является статор электрической машины с жидкостным охлаждением [патент РФ №2651581, H01К 1/20, Н01К 9/16, опубл. 11.04.2018], содержащий магнитопровод, набранный из листов электротехнической стали, обмотку, размещенную в пазах магнитопровода, и по меньшей мере один охладитель, имеющий по меньшей мере один канал для охлаждающей жидкости, при этом в нем реализовано по меньшей мере одно из следующих технических решений:
а) по меньшей мере один охладитель размещен в пазах магнитопровода и приспособлен для охлаждения обмотки и магнитопровода;
б) по меньшей мере один охладитель размещен между магнитопроводом и лобовыми частями обмотки;
в) по меньшей мере один охладитель размещен между участками разделенного по длине магнитопровода статора с возможностью охлаждения магнитопровода и обмотки;
г) по меньшей мере один охладитель выполнен из теплопроводного и однородного по химическому составу материала или конструктивно реализован с использованием пайки или сварки его составных частей;
д) по меньшей мере один охладитель выполнен с возможностью прямого теплового контакта боковых поверхностей листов электротехнической стали с охлаждающей жидкостью;
е) каналы для охлаждающей жидкости выполнены с переменным сечением, причем каналы в частях охладителей, расположенных около более нагреваемых частей статора, имеют меньшее сечение;
ж) охладитель выполнен в виде рубашки охлаждения, охватывающей наружную поверхность магнитопровода, и имеет спиральный или зигзагообразный канал для охлаждающей жидкости переменного сечения, причем этот канал в частях охладителей, расположенных около более нагреваемых частей статора, имеет меньшее сечение;
з) внутренняя поверхность канала для охлаждающей жидкости по меньшей мере одного охладителя имеет выступы или ребра;
и) внутри канала для охлаждающей жидкости по меньшей мере одного охладителя установлен по меньшей мере один турбулизатор.
Недостатком ближайшего аналога являются ограниченные функциональные возможности, поскольку его невозможно применить для беспазовых электрических машин с тороидальными обмотками.
Задача изобретения - расширение функциональных возможностей в отношении беспазовых электрических машин с тороидальными обмотками, повышение срока службы изоляции обмоток.
Техническим результатом является повышение эффективности охлаждения электрических машин и снижение тепловой заметности электрических машин.
Поставленная задача решается и указанный технический результат достигается по первому варианту тем, что в статоре электрической машины с жидкостным охлаждением, содержащем магнитопровод, обмотку и по меньшей мере один охладитель, имеющий по меньшей мере один канал для охлаждающей жидкости, согласно изобретению, статор электрической машины выполнен беспазовым с тороидальными обмотками, а канал для охлаждающей жидкости выполнен в виде змеевика, расположенного на внутренней и/или внешней поверхности магнитопровода статора с тороидальными обмотками и плотно прилегающий к тороидальным обмоткам.
Поставленная задача решается и указанный технический результат достигается по второму варианту тем, что в статоре электрической машины с жидкостным охлаждением, содержащем магнитопровод, обмотку и по меньшей мере один охладитель, имеющий по меньшей мере один канал для охлаждающей жидкости, согласно изобретению, статор электрической машины выполнен беспазовым с тороидальными обмотками, а каждый канал для охлаждающей жидкости расположен с возможностью прохождения по внешней и внутренней поверхностям магнитопровода статора с тороидальными обмотками и плотно прилегающий к обмоткам.
Существо изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображена схема статора электрической машины с жидкостным охлаждением. На фиг. 2 изображена 3-D модель двух каналов охлаждения (внешнего и внутреннего) статора электрической машины с жидкостным охлаждением по первому варианту. На фиг. 3 изображена 3-D модель одного канала охлаждения статора электрической машины с жидкостным охлаждением по первому варианту. На фиг. 4 изображена 3-D модель каналов охлаждения статора электрической машины с жидкостным охлаждением по второму варианту.
Предложенный статор электрической машины с жидкостным охлаждением по первому и второму вариантам содержит (фиг. 1) беспазовый магнитопровод статора 1 с тороидальными обмотками 2 и по меньшей мере один канал для охлаждающей жидкости 3.
Статор электрической машины с жидкостным охлаждением работает следующим образом. При работе электрической машины происходит нагрев активных частей электрической машины. В канале для охлаждающей жидкости 3 создается поток охлаждающей жидкости. В качестве охлаждающей жидкости используется, например, вода. По мере движения по каналу для охлаждающей жидкости 3 охлаждающая жидкость забирает тепло от статора электрической машины, а также ротора. При этом плотное прилегание тороидальных обмоток 2 к каналу для охлаждающей жидкости 3 обеспечивает высокую эффективность охлаждения. Кроме того, отвод тепла от статора и ротора приводит к уменьшению тепловой заметности электрической машины.
Итак, заявляемое устройство позволяет расширить функциональные возможности в отношении беспазовых электрических машин с тороидальными обмотками.
В результате повышается эффективность охлаждения электрических машин, повышается срок службы изоляции обмоток, а также снижается тепловая заметность электрических машин.

Claims (2)

1. Статор электрической машины с жидкостным охлаждением, содержащий магнитопровод, обмотку и по меньшей мере один охладитель, имеющий по меньшей мере один канал для охлаждающей жидкости, отличающийся тем, что статор электрической машины выполнен беспазовым с тороидальными обмотками, а канал для охлаждающей жидкости выполнен в виде змеевика, расположенного на внутренней и/или внешней поверхности магнитопровода статора с тороидальными обмотками, причем канал выполнен плотно прилегающим к тороидальным обмоткам.
2. Статор электрической машины с жидкостным охлаждением, содержащий магнитопровод, обмотку и по меньшей мере один охладитель, имеющий по меньшей мере один канал для охлаждающей жидкости, отличающийся тем, что статор электрической машины выполнен беспазовым с тороидальными обмотками, а каждый канал для охлаждающей жидкости расположен с возможностью прохождения по внешней и внутренней поверхностям магнитопровода статора с тороидальными обмотками, причем канал выполнен плотно прилегающим к тороидальным обмоткам.
RU2018135783A 2018-10-09 2018-10-09 Статор электрической машины с жидкостным охлаждением (варианты) RU2706802C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018135783A RU2706802C1 (ru) 2018-10-09 2018-10-09 Статор электрической машины с жидкостным охлаждением (варианты)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018135783A RU2706802C1 (ru) 2018-10-09 2018-10-09 Статор электрической машины с жидкостным охлаждением (варианты)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2706802C1 true RU2706802C1 (ru) 2019-11-21

Family

ID=68652929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018135783A RU2706802C1 (ru) 2018-10-09 2018-10-09 Статор электрической машины с жидкостным охлаждением (варианты)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2706802C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU205999U1 (ru) * 2021-03-17 2021-08-13 Павел Иванович Константинов Многофазная обмотка статора для электромеханических преобразователей
RU221298U1 (ru) * 2023-08-08 2023-10-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский университет науки и технологий" Двухзаходная жидкостная рубашка охлаждения статора электромашины

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6489697B1 (en) * 1999-08-26 2002-12-03 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Rotating electrical machine with improved circulating path for coolant
RU2284627C2 (ru) * 2004-07-19 2006-09-27 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения" (ОАО "ВЭлНИИ") Статор электрической машины с жидкостным охлаждением магнитопровода
JP2011217433A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Honda Motor Co Ltd 電動機
JP2011217434A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Honda Motor Co Ltd 電動機
EP2302766B1 (en) * 2009-09-29 2013-03-13 OpenHydro IP Limited A hydroelectric turbine with coil cooling
US20140312718A1 (en) * 2012-09-06 2014-10-23 Harbin Institute Of Technology Motor cooling and eddy current suppression structure
RU166812U1 (ru) * 2016-02-19 2016-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") Теплообменник системы жидкостного охлаждения линейной электрической машины

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6489697B1 (en) * 1999-08-26 2002-12-03 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Rotating electrical machine with improved circulating path for coolant
RU2284627C2 (ru) * 2004-07-19 2006-09-27 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения" (ОАО "ВЭлНИИ") Статор электрической машины с жидкостным охлаждением магнитопровода
EP2302766B1 (en) * 2009-09-29 2013-03-13 OpenHydro IP Limited A hydroelectric turbine with coil cooling
JP2011217433A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Honda Motor Co Ltd 電動機
JP2011217434A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Honda Motor Co Ltd 電動機
US20140312718A1 (en) * 2012-09-06 2014-10-23 Harbin Institute Of Technology Motor cooling and eddy current suppression structure
RU166812U1 (ru) * 2016-02-19 2016-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") Теплообменник системы жидкостного охлаждения линейной электрической машины

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU205999U1 (ru) * 2021-03-17 2021-08-13 Павел Иванович Константинов Многофазная обмотка статора для электромеханических преобразователей
RU221298U1 (ru) * 2023-08-08 2023-10-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский университет науки и технологий" Двухзаходная жидкостная рубашка охлаждения статора электромашины

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6825583B2 (en) Linear motor including cooling system
US10797542B2 (en) Stator of an electric machine provided with fluid cooling
CN106532994B (zh) 基于3d相变热管技术的高导热车用电机定子组件
JP2011099442A (ja) 発電機の冷却のための装置
JP2000051180A (ja) Mr装置のコイルシステム
TW201322606A (zh) 冷卻套
KR20020030697A (ko) 차량용 교류발전기
RU2543098C1 (ru) Устройство охлаждения теплообменного типа для трансформатора
US20140102685A1 (en) Device for cooling a component of an electrical machine using cooling coils
RU2706016C1 (ru) Статор электрической машины с жидкостным охлаждением
US20120091837A1 (en) Generator cooling arrangement of a wind turbine
RU2706802C1 (ru) Статор электрической машины с жидкостным охлаждением (варианты)
RU2439768C2 (ru) Система жидкостного охлаждения статоров электрических машин
JP5205229B2 (ja) 多管式熱交換器の管取付け方法、及び、多管式熱交換器の管取付け装置
RU2687560C1 (ru) Электрическая машина с жидкостным охлаждением статора
CN110556950B (zh) 转子内冷式脉冲发电机
KR20120004367U (ko) 코일 냉각 방법, 코일 냉각 시스템, 및 액체 냉각 코일
RU2223584C2 (ru) Статор электрической машины
JP2011040651A (ja) 磁気部品
US20220029509A1 (en) Cooling element for an electric motor, electric motor and method for cooling the motor
RU2309512C1 (ru) Способ охлаждения электрической машины и электрическая машина
RU2651581C2 (ru) Статор электрической машины с жидкостным охлаждением
KR101518977B1 (ko) 초전도 회전기용 공심형 전기자코일의 자기냉동식 냉각구조
TWI705646B (zh) 用於線性感應電動機的初級結構及其製造方法
CN213717711U (zh) 电动机的定子

Legal Events

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

Effective date: 20201010