RU2798052C1

RU2798052C1 - Способ и устройство уменьшения разности температур по окружности между обмоткой и железным сердечником электрической машины

Info

Publication number: RU2798052C1
Application number: RU2022106249A
Authority: RU
Inventors: Чао ВАН; Гуанхоу ЧЖОУ; Сяопин ЦЗЯН; Иган ЛЯО; Фэнцзюнь ВАН; Янь Ян
Original assignee: Дунфан Электрик Машинери Ко., Лтд.
Priority date: 2019-08-30
Filing date: 2020-08-28
Publication date: 2023-06-14

Abstract

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат заключается в увеличении равномерности воздушного потока по окружности, реализации равномерного распределения скорости воздушного потока по окружности и снижении разности температур по окружности электрической машины. Способ уменьшения разности температур по окружности между обмоткой и железным сердечником электрической машины включает следующие этапы: а) установка устройства уменьшения разности температур по окружности между обмоткой и железным сердечником электрической машины на ветрогенераторе; b) установка наклонного ветрового дефлектора (24) на выходе впускного воздухопровода (26) и установка пластины (27) регулировки объема воздуха на месте впускного отверстия (18) для воздуха, которая шарнирно соединена с первой кольцевой пластиной (14); с) задание площади (29) прохождения воздуха так, чтобы она была минимальной, когда впускное отверстие для воздуха находится рядом с осью впускного воздухопровода, и максимальной, когда симметричное по окружности впускное отверстие для воздуха удалено от оси впускного воздухопровода. Устройство уменьшения разности температур содержит раму (1) ротора, сердечник (2) ротора, несколько пластин (3) ротора из магнитной стали, расположенных в осевом направлении сердечника (2) ротора, несколько сегментов (4) сердечника статора, первую прижимную пластину (5) сердечника, вторую прижимную пластину (6) сердечника и стяжной болт (7). Соседние сегменты (4) сердечника статора и образующая канал стальная пластина (11) статора образуют вентиляционный канал (12) статора для циркуляции охлаждающей среды. Через несколько сегментов (4) сердечника статора проходит стяжной болт (7), один конец которого соединен с первой прижимной пластиной (5) сердечника, а другой конец которого соединен со второй прижимной пластиной (6) сердечника. Между пластиной (3) ротора из магнитной стали и сегментами (4) сердечника статора предусмотрен воздушный зазор (13), первая кольцевая пластина (14). Между первой кольцевой пластиной (14), сегментами (4) сердечника статора и двумя соседними осевыми вертикальными пластинами (15) находятся камера (16) для впуска воздуха или камера (17) для выпуска воздуха. Первая кольцевая пластина (14) снабжена несколькими впускными отверстиями (18) для воздуха и выпускными отверстиями (19) для воздуха. Первая вертикальная пластина (20) соединена с наклонным ветровым дефлектором (24) посредством множества соединительных пластин (23). Выпускной воздухопровод (25) соединен со второй кольцевой пластиной (22) и сообщается с камерой (17) для выпуска воздуха, а впускной воздухопровод (26) соединен с первой вертикальной пластиной (20) и сообщается с камерой (16) для впуска воздуха. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Область техники

Настоящее изобретение относится к области технологий ветроэнергетических генераторов, в частности к способу и устройству уменьшения разности температур по окружности между обмоткой и железным сердечником электрической машины.

Предпосылки создания изобретения

Для низкоскоростных крупногабаритных вращающихся электрических машин, в особенности для ветрогенераторов с прямым приводом, скорость вращения составляет приблизительно 10 об/мин, давление, создаваемое вращающимися частями, составляет несколько Па, такие показатели не обеспечивают достаточный объем воздушного потока во внутренней части электрической машины и могут вызвать утечку воздуха в процессе эксплуатации электрической машины. Распространенным решением для данного типа электрической машины является установка специального вентилятора на раме электрической машины в качестве основного источника давления для воздушного потока, однако из-за расположения тормозов, устройств блокировки, выходных распределительных коробок, люков и т. д., вентиляторы не могут быть расположены по окружности основания. Как правило, впускное и выпускное отверстие вентилятора электрической машины могут быть расположены только в верхней части основания электрической машины, однако расчеты и испытания показали, что: такое расположение приведет к неравномерному распределению температуры обмотки статора и железного сердечника, если электрическая машина рассчитана на высокую нагрузку, разность температур может достигать 30–40 К.

За последние годы были отмечены случаи, когда вентиляторы располагались равномерно по окружности. Однако несмотря на это, по причине большого диаметра электрической машины, большого пространства и высокой скорости подачи воздуха вентилятором, данное расположение также вызовет высокую разность температур между обмоткой статора и железным сердечником между областью вентилятора и областью, соответствующей впускному отверстию вентилятора, а это в свою очередь приведет к неравномерному распределению температуры по окружности.

Текущее предельное значение температуры электрической машины главным образом зависит от температуры наиболее горячей зоны, таким образом, с одной стороны неравномерно распределенная температура по окружности серьезно повлияет на максимальную мощность электрической машины, с другой стороны измеренная температура может не точно отражать фактическую максимальную температуру обмотки статора и железного сердечника электрической машины, вызывая тем самым скрытую опасность для безопасной эксплуатации электрической машины.

Китайский патентный документ с номером публикации CN 109787381A и датой публикации 21 мая 2019 г. раскрывает устройство охлаждения электрической машины, которое характеризуется тем, что устройство охлаждения электрической машины содержит:

несколько вентиляционных отверстий статора, сформированных в сердечнике в осевом направлении сердечника статора;

первый монтажный элемент и второй монтажный элемент, каждый из которых имеет форму, соответствующую сердечнику статора, присоединенные к обеим сторонам сердечника статора в осевом направлении, причем несколько первых вентиляционных отверстий и вторых вентиляционных отверстий сформированы в осевом направлении;

подпорку, причем подпорка содержит основной корпус, первую и вторую опорные части, выступающие наружу с обеих сторон основного корпуса, основной корпус формирует несколько вентиляционных отверстий подпорки, первый монтажный элемент и второй монтажный элемент поддерживаются на первой опорной части и второй опорной части, при этом первые вентиляционные отверстия и вторые вентиляционные отверстия соответственно соединены с соответствующими вентиляционными отверстиями статора с образованием независимых друг от друга первого вентиляционного канала и второго вентиляционного канала, причем воздушные потоки, входящие в/через первый вентиляционный канал и второй вентиляционный канал, противоположны друг другу и выходят наружу через несколько вентиляционных отверстий подпорки.

Китайский патентный документ с номером публикации CN 202856493U и датой публикации 03 апреля 2013 г. раскрывает ветровой дефлектор между полюсами ротора гидрогенератора, включая ветровой дефлектор, винт, крепежный элемент, прижимную пластину, опорную пластину и неподвижный блок, который характеризуется тем, что: неподвижный блок предварительно собирают в магнитном ярме, винт ввинчивают в неподвижный блок и фиксируют опорной пластиной и крепежным элементом; опорную пластину, ветровой дефлектор и прижимную пластину вставляются в верхний конец винта и фиксируют крепежным элементом.

Согласно уровню техники, представленному в вышеупомянутых патентных документах, по причине посредственного проектирования конструкции невозможно эффективно увеличить равномерность воздушного потока по окружность, реализовать равномерное распределение скорости воздушного потока по окружности и снизить разность температур по окружности электрической машины, к тому же процесс реализации и эксплуатации устройства является затруднительным.

Сущность изобретения

Чтобы устранить вышеупомянутые недостатки предшествующего уровня техники, настоящее изобретение представляет способ и устройство уменьшения разности температур по окружности между обмоткой и железным сердечником электрической машины. Настоящее изобретение является простым и удобным в реализации, оно не только улучшает равномерность воздушного потока, но и в соответствии с актуальными требованиями регулирует площадь различных впускных отверстий для воздуха посредством регулировки пластины регулировки объема воздуха, реализует равномерное распределение скорости ветра по окружности, уменьшает разность температур по окружности электрической машины на 10–20 К.

Реализация настоящего изобретения осуществляется при помощи следующих технических решений:

Способ уменьшения разности температур по окружности между обмоткой и железным сердечником электрической машины, характеризующийся тем, что способ включает следующие этапы:

а. установку устройства уменьшения разности температур по окружности между обмоткой и железным сердечником электрической машины на ветрогенераторе;

b. установку наклонного ветрового дефлектора на выходе впускного воздухопровода, угол между наклонным ветровым дефлектором и первой вертикальной пластиной составляет 30–60 градусов, и установку пластины регулировки объема воздуха на месте впускного отверстия для воздуха, пластина регулировки объема воздуха шарнирно соединена с первой кольцевой пластиной и пластина регулировки объема воздуха предназначена для регулировки воздушного потока по окружности; и

с. задание площади прохождения воздуха так, чтобы она была минимальной, когда впускное отверстие для воздуха находится рядом с осью впускного воздухопровода, и максимальной, когда симметричное по окружности впускное отверстие для воздуха удалено от оси впускного воздухопровода.

Устройство уменьшения разности температур по окружности между обмоткой и железным сердечником электрической машины содержит раму ротора, сердечник ротора, установленный на раме ротора, несколько пластин ротора из магнитной стали, расположенных в осевом направлении сердечника ротора, несколько сегментов сердечника статора, первую прижимную пластину сердечника, вторую прижимную пластину сердечника и стяжной болт; несколько сегментов сердечника статора сформированы путем наложения листов из кремнистой электротехнической стали, которые снабжены пазом для размещения обмоток статора, образующая канал стальная пластина статора расположена между любыми двумя соседними сегментами сердечника статора, причем соседние сегменты сердечника статора и образующая канал стальная пластина статора образуют вентиляционный канал статора для циркуляции охлаждающей среды. Через несколько сегментов сердечника статора проходит стяжной болт, один конец которого соединен с первой прижимной пластиной сердечника, а другой конец которого соединен со второй прижимной пластиной сердечника. Между пластинами ротора из магнитной стали и сегментами сердечника статора предусмотрен воздушный зазор, первая кольцевая пластина, один конец которой соединен с первой прижимной пластиной сердечника, а другой конец которой соединен со второй прижимной пластиной сердечника, соединена с сегментами сердечника статора; по меньшей мере три осевые вертикальные пластины соединены с внутренней стенкой первой кольцевой пластины, между первой кольцевой пластиной, сегментами сердечника статора и двумя соседними осевыми вертикальными пластинами находятся камера для впуска воздуха или камера для выпуска воздуха; причем камера для впуска воздуха и камера для выпуска воздуха размещены по отдельности. Первая кольцевая пластина снабжена несколькими впускными отверстиями для воздуха и выпускными отверстиями для воздуха, впускные отверстия для воздуха сообщаются с соответствующей камерой для впуска воздуха, выпускные отверстия для воздуха сообщаются с соответствующей камерой для выпуска воздуха. Первая вертикальная пластина и вторая вертикальная пластина соединены с внешней стенкой первой кольцевой пластины, вторая кольцевая пластина зафиксирована между первой вертикальной пластиной и второй вертикальной пластиной. Первая вертикальная пластина соединена с наклонным ветровым дефлектором посредством множества соединительных пластин. Выпускной воздухопровод соединен с второй кольцевой пластиной и сообщается с камерой для выпуска воздуха, а впускной воздухопровод соединен с первой вертикальной пластиной и сообщается с камерой для впуска воздуха.

Толщина листа из кремнистой электротехнической стали составляет 0,5 мм или 0,35 мм.

Несколько впускных отверстий для воздуха и выпускных отверстий для воздуха расположены вперемежку в осевом направлении на первой кольцевой пластине с интервалами.

Большая камера образована рамой ротора, первой кольцевой пластиной и первой вертикальной пластиной и сообщается с впускным воздухопроводом и камерой для впуска воздуха.

Отношение максимальной площади прохождения воздуха, когда впускное отверстие для воздуха удалено от оси впускного воздухопровода, к минимальной площади прохождения воздуха, когда симметричное по окружности впускное отверстие для воздуха находится рядом с осью впускного воздухопровода, составляет от 2:1 до 10:1.

Устройство уменьшения разности температур по окружности между обмоткой и железным сердечником электрической машины содержит раму ротора, сердечник ротора, установленный на раме ротора, несколько пластин ротора из магнитной стали, расположенных в осевом направлении сердечника ротора, несколько сегментов сердечника статора, первую прижимную пластину сердечника, вторую прижимную пластину сердечника и стяжной болт; образующая канал стальная пластина статора расположена между любыми двумя соседними сегментами сердечника статора, причем соседние сегменты сердечника статора и образующая канал стальная пластина статора образуют вентиляционный канал статора для циркуляции охлаждающей среды. Через несколько сегментов сердечника статора проходит стяжной болт, один конец которого соединен с первой прижимной пластиной сердечника, а другой конец которого соединен со второй прижимной пластиной сердечника. Между пластинами ротора из магнитной стали и сегментами сердечника статора предусмотрен воздушный зазор, первая кольцевая пластина, один конец которой соединен с первой прижимной пластиной сердечника, а другой конец которой соединен со второй прижимной пластиной сердечника, соединена с сегментами сердечника статора; по меньшей мере три осевые вертикальные пластины соединены с внутренней стенкой первой кольцевой пластины, между первой кольцевой пластиной, сегментами сердечника статора и двумя соседними осевыми вертикальными пластинами находятся камера для впуска воздуха или камера для выпуска воздуха; причем камера для впуска воздуха и камера для выпуска воздуха размещены по отдельности. Первая кольцевая пластина снабжена несколькими впускными отверстиями для воздуха и выпускными отверстиями для воздуха, впускные отверстия для воздуха сообщаются с соответствующей камерой для впуска воздуха, выпускные отверстия для воздуха сообщаются с соответствующей камерой для выпуска воздуха. Первая вертикальная пластина и вторая вертикальная пластина соединены с внешней стенкой первой кольцевой пластины, вторая кольцевая пластина зафиксирована между первой вертикальной пластиной и второй вертикальной пластиной. Первая вертикальная пластина соединена с наклонным ветровым дефлектором посредством множества соединительных пластин. Выпускной воздухопровод соединен со второй кольцевой пластиной и сообщается с камерой для выпуска воздуха, а впускной воздухопровод соединен с первой вертикальной пластиной и сообщается с камерой для впуска воздуха.

Наклонный ветровой дефлектор расположен на выходе впускного воздухопровода, а угол между наклонным ветровым дефлектором и первой вертикальной пластиной составляет 30–60 градусов.

Положительные результаты настоящего изобретения главным образом проявляются за счет следующих аспектов:

1. В настоящем изобретении предусмотрено: «а. установка устройства уменьшения разности температур по окружности между обмоткой и железным сердечником электрической машины на ветрогенераторе; b. установка наклонного ветрового дефлектора на выходе впускного воздухопровода, угол между наклонным ветровым дефлектором и первой вертикальной пластиной составляет 30–60 градусов, и установку пластины регулировки объема воздуха на месте впускного отверстия для воздуха, пластина регулировки объема воздуха шарнирно соединена с первой кольцевой пластиной и пластина регулировки объема воздуха предназначена для регулировки воздушного потока по окружности; и с. задание площади прохождения воздуха так, чтобы она была минимальной, когда впускное отверстие для воздуха находится рядом с осью впускного воздухопровода, и максимальной, когда симметричное по окружности впускное отверстие для воздуха удалено от оси впускного воздухопровода». По сравнению с предшествующим уровнем настоящее изобретение является простым и удобным в реализации, оно не только улучшает равномерность воздушного потока, но и в соответствии с актуальными требованиями регулирует площадь различных впускных отверстий для воздуха посредством регулировки пластины регулировки объема воздуха, реализует равномерное распределение скорости ветра по окружности. Этот способ уменьшает разность температур по окружности электрической машины на 10–20 К.

2. Настоящее изобретение, а именно устройство уменьшения разности температур по окружности между обмоткой и железным сердечником электрической машины, содержит раму ротора, сердечник ротора, установленный на раме ротора, несколько пластин ротора из магнитной стали, расположенных в осевом направлении сердечника ротора, несколько сегментов сердечника статора, первую прижимную пластину сердечника, вторую прижимную пластину сердечника и стяжной болт; образующая канал стальная пластина статора расположена между любыми двумя соседними сегментами сердечника статора, причем соседние сегменты сердечника статора и образующая канал стальная пластина статора образуют вентиляционный канал статора для циркуляции охлаждающей среды. Через несколько сегментов сердечника статора проходит стяжной болт, один конец которого соединен с первой прижимной пластиной сердечника, а другой конец которого соединен со второй прижимной пластиной сердечника. Между пластинами ротора из магнитной стали и сегментами сердечника статора предусмотрен воздушный зазор, первая кольцевая пластина, один конец которой соединен с первой прижимной пластиной сердечника, а другой конец которой соединен со второй прижимной пластиной сердечника, соединена с сегментами сердечника статора; по меньшей мере три осевые вертикальные пластины соединены с внутренней стенкой первой кольцевой пластины, между первой кольцевой пластиной, сегментами сердечника статора и двумя соседними осевыми вертикальными пластинами находятся камера для впуска воздуха или камера для выпуска воздуха; причем камера для впуска воздуха и камера для выпуска воздуха размещены по отдельности. Первая кольцевая пластина снабжена несколькими впускными отверстиями для воздуха и выпускными отверстиями для воздуха, впускные отверстия для воздуха сообщаются с соответствующей камерой для впуска воздуха, выпускные отверстия для воздуха сообщаются с соответствующей камерой для выпуска воздуха. Первая вертикальная пластина и вторая вертикальная пластина соединены с внешней стенкой первой кольцевой пластины, вторая кольцевая пластина зафиксирована между первой вертикальной пластиной и второй вертикальной пластиной. Первая вертикальная пластина соединена с наклонным ветровым дефлектором посредством множества соединительных пластин. Выпускной воздухопровод соединен со второй кольцевой пластиной и сообщается с камерой для выпуска воздуха, а впускной воздухопровод соединен с первой вертикальной пластиной и сообщается с камерой для впуска воздуха. В процессе работы электрической машины, с одной стороны, высокоскоростной воздушный поток из выпускных отверстий вентилятора попадает в наклонный ветровой дефлектор, заставляя воздушный поток рассеиваться по окружности и вращаться в осевом направлении, тем самым улучшая равномерность распределения по окружности воздушного потока; с другой стороны, в соответствии с актуальными требованиями регулируется площадь различных впускных отверстий для воздуха посредством регулировки пластины регулировки объема воздуха, реализуется равномерное распределение скорости ветра по окружности; устройство имеет простую конструкцию, простой метод реализации и настройки, демонстрирует очевидные результаты, уменьшает разность температур по окружности электрической машины на 10–20 К.

3. Согласно настоящему изобретению толщина листа из кремнистой электротехнической стали составляет 0,5 мм или 0,35 мм, данная деталь представлена в разных вариациях, легко производится и обрабатывается.

4. В настоящем изобретении несколько впускных отверстий для воздуха и выпускных отверстий для воздуха расположены вперемежку в осевом направлении на первой кольцевой пластине с интервалами. Настоящее изобретение улучшает равномерность по окружности воздушного потока и обеспечивает положительный эффект рассеивания тепла.

5. В настоящем изобретении большая камера образована рамой ротора, первой кольцевой пластиной и первой вертикальной пластиной и сообщается с впускным воздухопроводом и камерой для впуска воздуха. Настоящее изобретение повышает эффективность системы вентиляции, тем самым обеспечивая положительный эффект рассеивания тепла.

6. В настоящем изобретении отношение максимальной площади прохождения воздуха к минимальной площади прохождения воздуха во впускных отверстиях для воздуха составляет от 2:1 до 10:1, причем максимальная площадь прохождения воздуха задается на впускном отверстии для воздуха вдали от оси впускного воздухопровода, а минимальная площадь прохождения воздуха задается на впускном отверстии для воздуха вблизи от оси впускного воздухопровода. Применение данного соотношения площадей учитывает потребности в общем объеме воздуха и однородности объема воздуха в электрической машине и эффективно уменьшает разность температур по окружности электрической машины.

7. Наклонный ветровой дефлектор расположен на выходе впускного воздухопровода, а угол между наклонным ветровым дефлектором и первой вертикальной пластиной составляет 30–60 градусов. При наименьшей величине угла наклонный ветровой дефлектор будет в значительной мере блокировать воздушный поток из вентилятора, и причем общий объем воздуха в электрической машине будет уменьшаться; при наибольшей величине угла будет наблюдаться рассеивание воздушного потока, отрицательное влияющее на равномерность воздушного потока по окружности в электрической машине. При использовании конкретного диапазона можно устранить вышеуказанные дефекты.

Краткое описание графических материалов

Ниже представлены пояснения к прилагаемым графическим материалам и конкретные методы реализации с детальным описанием, среди которых:

на фиг. 1 показана конструктивная схема устройства уменьшения разности температур по окружности между обмоткой и железным сердечником электрической машины большого диаметра согласно настоящему изобретению;

на фиг. 2 показана конструктивная схема сегмента сердечника статора согласно настоящему изобретению;

на фиг. 3 показана схема воздушного потока в зоне ветра, проходящего в круговом направлении, согласно настоящему изобретению;

на фиг. 4 показана конструктивная схема впускных отверстий для воздуха и выпускных отверстий для воздуха согласно настоящему изобретению;

на фиг. 5 показана конструктивная схема устройства уменьшения разности температур по окружности между обмоткой и железным сердечником электрической машины большого диаметра согласно настоящему изобретению, применяемого в ветряных установках.

Обозначения на графических материалах:

1 – Рама ротора, 2 – сердечник ротора, 3 – пластина ротора из магнитной стали, 4 – сегмент сердечника статора, 5 – первая прижимная пластина сердечника, 6 – вторая прижимная пластина сердечника, 7 – стяжной болт, 8 – лист из кремниевой электротехнической стали, 9 – обмотка статора, 10 – паз, 11 – образующая канал стальная пластина статора, 12 – вентиляционный канал статора, 13 – воздушный зазор, 14 – первая кольцевая пластина, 15 – осевая вертикальная пластина, 16 – камера для впуска воздуха, 17 – камера для выпуска воздуха, 18 – впускное отверстие для воздуха, 19 – выпускное отверстие для воздуха, 20 – первая вертикальная пластина, 21 – вторая вертикальная пластина, 22 – вторая кольцевая пластина, 23 – соединительная пластина, 24 – наклонный ветровой дефлектор, 25 – выпускной воздухопровод, 26 – впускной воздухопровод, 27 – пластина регулировки объема воздуха, 28 – большая камера, 29 – площадь прохождения воздуха.

Подробное описание вариантов осуществления

Вариант осуществления 1

Обратимся к фиг. 1–5; способ уменьшения разности температур по окружности между обмоткой и железным сердечником электрической машины включает следующие этапы:

b. установку наклонного ветрового дефлектора 24 на выходе впускного воздухопровода 26, угол между наклонным ветровым дефлектором 24 и первой вертикальной пластиной 20 составляет 30 градусов, и установку пластины 27 регулировки объема воздуха на месте впускного отверстия 18 для воздуха, пластина 27 регулировки объема воздуха шарнирно соединена с первой кольцевой пластиной 14 и пластина 27 регулировки объема воздуха предназначена для регулировки воздушного потока по окружности; и

с. задание площади 29 прохождения воздуха так, чтобы она была минимальной, когда впускное отверстие для воздуха находится рядом с осью впускного воздухопровода, и максимальной, когда симметричное по окружности впускное отверстие для воздуха удалено от оси впускного воздухопровода.

«а. установку устройства уменьшения разности температур по окружности между обмоткой и железным сердечником электрической машины на ветрогенераторе;

b. установку наклонного ветрового дефлектора на выходе впускного воздухопровода, угол между наклонным ветровым дефлектором и первой вертикальной пластиной составляет 30 градусов, и установку пластины регулировки объема воздуха на месте впускного отверстия для воздуха, пластина регулировки объема воздуха шарнирно соединена с первой кольцевой пластиной и пластина регулировки объема воздуха предназначена для регулировки воздушного потока по окружности; и

с. задание площади прохождения воздуха так, чтобы она была минимальной, когда впускное отверстие для воздуха находится рядом с осью впускного воздухопровода, и максимальной, когда симметричное по окружности впускное отверстие для воздуха удалено от оси впускного воздухопровода.»

По сравнению с предшествующим уровнем настоящее изобретение является простым и удобным в реализации, оно не только улучшает равномерность воздушного потока, но и в соответствии с актуальными требованиями регулирует площадь различных впускных отверстий для воздуха посредством регулировки пластины регулировки объема воздуха, реализует равномерное распределение скорости ветра по окружности. Этот способ уменьшает разность температур по окружности электрической машины на 10–20 К.

Вариант осуществления 2

Обратимся к 1–5; способ уменьшения разности температур по окружности между обмоткой и железным сердечником электрической машины включает следующие этапы:

Устройство уменьшения разности температур по окружности между обмоткой и железным сердечником электрической машины содержит раму 1 ротора, сердечник 2 ротора, установленный на раме 1 ротора, несколько пластин 3 ротора из магнитной стали, расположенных в осевом направлении сердечника 2 ротора, несколько сегментов 4 сердечника статора, первую прижимную пластину 5 сердечника, вторую прижимную пластину 6 сердечника и стяжной болт 7; несколько сегментов 4 сердечника статора сформированы путем наложения листов 8 из кремнистой электротехнической стали, которые снабжены пазом 10 для размещения обмоток 9 статора, образующая канал стальная пластина 11 статора расположена между любыми двумя соседними сегментами 4 статора, соседние сегменты 4 сердечника статора и образующая канал стальная пластина 11 статора образуют вентиляционный канал 12 статора для циркуляции охлаждающей среды. Через несколько сегментов 4 сердечника статора проходит стяжной болт 7, один конец которого соединен с первой прижимной пластиной 5 сердечника, а другой конец которого соединен со второй прижимной пластиной 6 сердечника. Между пластинами 3 ротора из магнитной стали и сегментами 4 сердечника статора предусмотрен воздушный зазор 13, первая кольцевая пластина 14, один конец которой соединен с первой прижимной пластиной 5 сердечника, а другой конец которой соединен со второй прижимной пластиной 6 сердечника, соединена с сегментами 4 сердечника статора; по меньшей мере три осевые вертикальные пластины 15 соединены с внутренней стенкой первой кольцевой пластины 14, между первой кольцевой пластиной 14, сегментами 4 сердечника статора и двумя соседними осевыми вертикальными пластинами 15 находятся камера 16 для впуска воздуха и камера 17 для выпуска воздуха, причем камера 16 для впуска воздуха и камера 17 для выпуска воздуха размещены по отдельности. Первая кольцевая пластина 14 снабжена впускными отверстиями 18 для воздуха и выпускными отверстиями 19 для воздуха, причем каждое отверстие 18 сообщается с соответствующей камерой 16 для впуска воздуха, каждое отверстие 19 сообщается с соответствующей камерой 17 для выпуска воздуха. Первая вертикальная пластина 21 и вторая вертикальная пластина 20 соединены с внешней стенкой первой кольцевой пластины 14, вторая кольцевая пластина 22 зафиксирована между первой вертикальной пластиной 20 и второй вертикальной пластиной 21. Первая вертикальная пластина 20 соединена с наклонным ветровым дефлектором 24 посредством множества соединительных пластин 23. Выпускной воздухопровод 25 соединен с второй кольцевой пластиной 22 и сообщается с камерой 17 для выпуска воздуха, а впускной воздухопровод 26 соединен с первой вертикальной пластиной 20 и сообщается с камерой 16 для впуска воздуха.

Устройство уменьшения разности температур по окружности между обмоткой и железным сердечником электрической машины содержит раму ротора, сердечник ротора, установленный на раме ротора, несколько пластин ротора из магнитной стали, расположенных в осевом направлении сердечника ротора, несколько сегментов сердечника статора, первую прижимную пластину сердечника, вторую прижимную пластину сердечника и стяжной болт; несколько сегментов сердечника статора сформированы путем наложения листов из кремнистой электротехнической стали, которые снабжены пазом для размещения обмоток статора; образующая канал стальная пластина статора расположена между любыми двумя соседними сегментами сердечника статора, причем соседние сегменты сердечника статора и образующая канал стальная пластина статора образуют вентиляционный канал статора для циркуляции охлаждающей среды. Через несколько сегментов сердечника статора проходит стяжной болт, один конец которого соединен с первой прижимной пластиной сердечника, а другой конец которого соединен со второй прижимной пластиной сердечника. Между пластинами ротора из магнитной стали и сегментами сердечника статора предусмотрен воздушный зазор, первая кольцевая пластина, один конец которой соединен с первой прижимной пластиной сердечника, а другой конец которой соединен со второй прижимной пластиной сердечника, соединена с сегментами сердечника статора; по меньшей мере три осевые вертикальные пластины соединены с внутренней стенкой первой кольцевой пластины, между первой кольцевой пластиной, сегментами сердечника статора и двумя соседними осевыми вертикальными пластинами находятся камера для впуска воздуха или камера для выпуска воздуха; причем камера для впуска воздуха и камера для выпуска воздуха размещены по отдельности. Первая кольцевая пластина снабжена несколькими впускными отверстиями для воздуха и выпускными отверстиями для воздуха, впускные отверстия для воздуха сообщаются с соответствующей камерой для впуска воздуха, выпускные отверстия для воздуха сообщаются с соответствующей камерой для выпуска воздуха. Первая вертикальная пластина и вторая вертикальная пластина соединены с внешней стенкой первой кольцевой пластины, вторая кольцевая пластина зафиксирована между первой вертикальной пластиной и второй вертикальной пластиной. Первая вертикальная пластина соединена с наклонным ветровым дефлектором посредством множества соединительных пластин. Выпускной воздухопровод соединен со второй кольцевой пластиной и сообщается с камерой для выпуска воздуха, а впускной воздухопровод 26 соединен с первой вертикальной пластиной и сообщается с камерой для впуска воздуха.

В процессе работы электрической машины, с одной стороны, высокоскоростной воздушный поток из выпускных отверстий вентилятора попадает в наклонный ветровой дефлектор, заставляя воздушный поток рассеиваться по окружности и вращаться в осевом направлении, тем самым улучшая равномерность распределения по окружности воздушного потока; с другой стороны, в соответствии с актуальными требованиями регулируется площадь различных впускных отверстий для воздуха посредством регулировки пластины регулировки объема воздуха, реализуется равномерное распределение скорости ветра по окружности; устройство имеет простую конструкцию, простой метод реализации и настройки, демонстрирует очевидные результаты, уменьшает разность температур по окружности электрической машины на 10–20 К.

Вариант осуществления 3

Толщина листа 8 из кремнистой электротехнической стали составляет 0,5 мм.

Несколько впускных отверстий 18 для воздуха и выпускных отверстий 19 для воздуха расположены вперемежку в осевом направлении на первой кольцевой пластине 14 с интервалами.

Большая камера 28 образована рамой 1 ротора, первой кольцевой пластиной 14 и первой вертикальной пластиной 20 и сообщается с впускным воздухопроводом 26 и камерой 16 для впуска воздуха.

Несколько впускных отверстий для воздуха и выпускных отверстий для воздуха расположены вперемежку на первой кольцевой пластине с интервалами. Настоящее изобретение улучшает равномерность по окружности воздушного потока и обеспечивает положительный эффект рассеивания тепла.

Большая камера образована рамой ротора, первой кольцевой пластиной и первой вертикальной пластиной и сообщается с впускным воздухопроводом и камерой для впуска воздуха. Настоящее изобретение повышает эффективность системы вентиляции, тем самым обеспечивая положительный эффект рассеивания тепла.

Вариант осуществления 4

Толщина листа 8 из кремнистой электротехнической стали составляет 0,35 мм.

Отношение максимальной площади 29 прохождения воздуха, когда впускное отверстие для воздуха удалено от оси впускного воздухопровода, к минимальной площади 29 прохождения воздуха, когда симметричное по окружности впускное отверстие для воздуха находится рядом с осью впускного воздухопровода, составляет 2:1.

Вариант осуществления 5

Отношение максимальной площади 29 прохождения воздуха, когда впускное отверстие для воздуха удалено от оси впускного воздухопровода, к минимальной площади 29 прохождения воздуха, когда симметричное по окружности впускное отверстие для воздуха находится рядом с осью впускного воздухопровода, составляет 5:1.

Вариант осуществления 6

Отношение максимальной площади 29 прохождения воздуха, когда впускное отверстие для воздуха удалено от оси впускного воздухопровода, к минимальной площади 29 прохождения воздуха, когда симметричное по окружности впускное отверстие для воздуха находится рядом с осью впускного воздухопровода, составляет 8:1.

Вариант осуществления 7

Отношение максимальной площади 29 прохождения воздуха, когда впускное отверстие для воздуха удалено от оси впускного воздухопровода, к минимальной площади 29 прохождения воздуха, когда симметричное по окружности впускное отверстие для воздуха находится рядом с осью впускного воздухопровода, составляет 10:1.

Отношение максимальной площади 29 прохождения воздуха, когда впускное отверстие для воздуха удалено от оси впускного воздухопровода, к минимальной площади 29 прохождения воздуха, когда симметричное по окружности впускное отверстие для воздуха находится рядом с осью впускного воздухопровода, составляет 10:1. Применение данного соотношения площадей учитывает потребности в общем объеме воздуха и однородности объема воздуха в электрической машине и эффективно уменьшает разность температур по окружности электрической машины.

Вариант осуществления 8

Обратимся к фиг. 1, 3, 4 и 5, устройство уменьшения разности температур по окружности между обмоткой и железным сердечником электрической машины содержит раму 1 ротора, сердечник 2 ротора, установленный на раме 1 ротора, несколько пластин 3 ротора из магнитной стали, расположенных в осевом направлении сердечника 2 ротора, несколько сегментов 4 сердечника статора, первую прижимную пластину 5 сердечника, вторую прижимную пластину 6 сердечника и стяжной болт 7; образующая канал стальная пластина 11 статора расположена между любыми двумя соседними сегментами 4 статора, соседние сегменты 4 сердечника статора и образующая канал стальная пластина 11 статора образуют вентиляционный канал 12 статора для циркуляции охлаждающей среды. Через несколько сегментов 4 сердечника статора проходит стяжной болт 7, один конец которого соединен с первой прижимной пластиной 5 сердечника, а другой конец которого соединен со второй прижимной пластиной 6 сердечника. Между пластинами 3 ротора из магнитной стали и сегментами 4 сердечника статора предусмотрен воздушный зазор 13, первая кольцевая пластина 14, один конец которой соединен с первой прижимной пластиной 5 сердечника, а другой конец которой соединен со второй прижимной пластиной 6 сердечника, соединена с сегментами 4 сердечника статора; по меньшей мере три осевые вертикальные пластины 15 соединены с внутренней стенкой первой кольцевой пластины 14, между первой кольцевой пластиной 14, сегментами 4 сердечника статора и двумя соседними осевыми вертикальными пластинами 15 находятся камера 16 для впуска воздуха и камера 17 для выпуска воздуха, причем камера 16 для впуска воздуха и камера 17 для выпуска воздуха размещены по отдельности. Первая кольцевая пластина 14 снабжена впускными отверстиями 18 для воздуха и выпускными отверстиями 19 для воздуха, причем каждое отверстие 18 сообщается с соответствующей камерой 16 для впуска воздуха, каждое отверстие 19 сообщается с соответствующей камерой 17 для выпуска воздуха. Первая вертикальная пластина 21 и вторая вертикальная пластина 20 соединены с внешней стенкой первой кольцевой пластины 14, вторая кольцевая пластина 22 зафиксирована между первой вертикальной пластиной 20 и второй вертикальной пластиной 21. Первая вертикальная пластина 20 соединена с наклонным ветровым дефлектором 24 посредством множества соединительных пластин 23. Выпускной воздухопровод 25 соединен с второй кольцевой пластиной 22 и сообщается с камерой 17 для выпуска воздуха, а впускной воздухопровод 26 соединен с первой вертикальной пластиной 20 и сообщается с камерой 16 для впуска воздуха.

Вариант осуществления 9

Вариант осуществления 10

Вариант осуществления 11

Наклонный ветровой дефлектор 24 расположен на выходе впускного воздухопровода 26, а угол между наклонным ветровым дефлектором 24 и первой вертикальной пластиной 20 составляет 30 градусов.

Вариант осуществления 12

Наклонный ветровой дефлектор 24 расположен на выходе впускного воздухопровода 26, а угол между наклонным ветровым дефлектором 24 и первой вертикальной пластиной 20 составляет 45 градусов.

Вариант осуществления 13

Наклонный ветровой дефлектор 24 расположен на выходе впускного воздухопровода 26, а угол между наклонным ветровым дефлектором 24 и первой вертикальной пластиной 20 составляет 60 градусов.

При наименьшей величине угла наклонный ветровой дефлектор 24 будет в значительной мере блокировать воздушный поток из вентилятора, и причем общий объем воздуха в электрической машине будет уменьшаться; при наибольшей величине угла будет наблюдаться рассеивание воздушного потока, отрицательное влияющее на равномерность воздушного потока по окружности в электрической машине. При использовании конкретного диапазона можно устранить вышеуказанные дефекты.

Claims

1. Способ уменьшения разности температур по окружности между обмоткой и железным сердечником электрической машины, отличающийся тем, что способ включает следующие этапы:

а) установка устройства уменьшения разности температур по окружности между обмоткой и железным сердечником электрической машины на ветрогенераторе;

b) установка наклонного ветрового дефлектора (24) на выходе впускного воздухопровода (26), угол между наклонным ветровым дефлектором (24) и первой вертикальной пластиной (20) составляет 30 градусов, и установка пластины (27) регулировки объема воздуха на месте впускного отверстия (18) для воздуха, пластина (27) регулировки объема воздуха шарнирно соединена с первой кольцевой пластиной (14) и пластина (27) регулировки объема воздуха предназначена для регулировки воздушного потока по окружности; и

с) задание площади (29) прохождения воздуха так, чтобы она была минимальной, когда впускное отверстие для воздуха находится рядом с осью впускного воздухопровода, и максимальной, когда симметричное по окружности впускное отверстие для воздуха удалено от оси впускного воздухопровода;

при этом устройство уменьшения разности температур по окружности между обмоткой и железным сердечником электрической машины содержит раму (1) ротора, сердечник (2) ротора, установленный на раме (1) ротора, несколько пластин (3) ротора из магнитной стали, расположенных в осевом направлении сердечника (2) ротора, несколько сегментов (4) сердечника статора, первую прижимную пластину (5) сердечника, вторую прижимную пластину (6) сердечника и стяжной болт (7); несколько сегментов (4) сердечника статора сформированы путем наложения листов (8) из кремнистой электротехнической стали, которые снабжены пазом (10) для размещения обмоток (9) статора; образующая канал стальная пластина (11) статора расположена между любыми двумя соседними сегментами (4) сердечника статора, причем соседние сегменты (4) сердечника статора и образующая канал стальная пластина (11) статора образуют вентиляционный канал (12) статора для циркуляции охлаждающей среды; через несколько сегментов (4) сердечника статора проходит стяжной болт (7), один конец которого соединен с первой прижимной пластиной (5) сердечника, а другой конец которого соединен со второй прижимной пластиной (6) сердечника; между пластиной (3) ротора из магнитной стали и сегментами (4) сердечника статора предусмотрен воздушный зазор (13), первая кольцевая пластина (14), один конец которой соединен с первой прижимной пластиной (5) сердечника, а другой конец которой соединен со второй прижимной пластиной (6) сердечника, соединена с сегментами (4) сердечника статора; по меньшей мере три осевые вертикальные пластины (15) соединены с внутренней стенкой первой кольцевой пластины (14), между первой кольцевой пластиной (14), сегментами (4) сердечника статора и двумя соседними осевыми вертикальными пластинами (15) находится камера (16) для впуска воздуха или камера (17) для выпуска воздуха; причем камера (16) для впуска воздуха и камера (17) для выпуска воздуха размещены по отдельности; первая кольцевая пластина (14) снабжена несколькими впускными отверстиями (18) для воздуха и выпускными отверстиями (19) для воздуха, причем каждое отверстие (18) сообщается с соответствующей камерой (16) для впуска воздуха, каждое отверстие (19) сообщается с соответствующей камерой (17) для выпуска воздуха; первая вертикальная пластина (20) и вторая вертикальная пластина (21) соединены с внешней стенкой первой кольцевой пластины (14), вторая кольцевая пластина (22) зафиксирована между первой вертикальной пластиной (20) и второй вертикальной пластиной (21); первая вертикальная пластина (20) соединена с наклонным ветровым дефлектором (24) посредством множества соединительных пластин (23); выпускной воздухопровод (25) соединен со второй кольцевой пластиной (22) и сообщается с камерой (17) для выпуска воздуха, а впускной воздухопровод (26) соединен с первой вертикальной пластиной (20) и сообщается с камерой (16) для впуска воздуха.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что толщина листа (8) из кремнистой электротехнической стали составляет 0,5 мм или 0,35 мм.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что несколько впускных отверстий (18) для воздуха и выпускных отверстий (19) для воздуха расположены вперемежку в осевом направлении на первой кольцевой пластине (14) с интервалами.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что большая камера (28) образована рамой (1) ротора, первой кольцевой пластиной (14) и первой вертикальной пластиной (20) и сообщается с впускным воздухопроводом (26) и камерой (16) для впуска воздуха.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отношение максимальной площади (29) прохождения воздуха, когда впускное отверстие для воздуха удалено от оси впускного воздухопровода, к минимальной площади (29) прохождения воздуха, когда симметричное по окружности впускное отверстие для воздуха находится рядом с осью впускного воздухопровода, составляет от 2:1 до 10:1.

6. Устройство уменьшения разности температур по окружности между обмоткой и железным сердечником электрической машины, содержащее раму (1) ротора, сердечник (2) ротора, установленный на раме (1) ротора, несколько пластин (3) ротора из магнитной стали, расположенных в осевом направлении сердечника (2) ротора, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит несколько сегментов (4) сердечника статора, первую прижимную пластину (5) сердечника, вторую прижимную пластину (6) сердечника и стяжной болт (7); образующая канал стальная пластина (11) статора расположена между любыми двумя соседними сегментами (4) сердечника статора, причем соседние сегменты (4) сердечника статора и образующая канал стальная пластина (11) статора образуют вентиляционный канал (12) статора для циркуляции охлаждающей среды, через несколько сегментов (4) сердечника статора проходит стяжной болт (7), один конец которого соединен с первой прижимной пластиной (5) сердечника, а другой конец которого соединен со второй прижимной пластиной (6) сердечника; между пластинами (3) ротора из магнитной стали и сегментами (4) сердечника статора предусмотрен воздушный зазор (13), первая кольцевая пластина (14), один конец которой соединен с первой прижимной пластиной (5) сердечника, а другой конец которой соединен со второй прижимной пластиной (6) сердечника, соединена с сегментами (4) сердечника статора; по меньшей мере три осевые вертикальные пластины (15) соединены с внутренней стенкой первой кольцевой пластины (14), между первой кольцевой пластиной (14), сегментами (4) сердечника статора и двумя соседними осевыми вертикальными пластинами (15) находится камера (16) для впуска воздуха или камера (17) для выпуска воздуха, причем камера (16) для впуска воздуха и камера (17) для выпуска воздуха размещены по отдельности; первая кольцевая пластина (14) снабжена несколькими впускными отверстиями (18) для воздуха и выпускными отверстиями (19) для воздуха, причем каждое отверстие (18) сообщается с соответствующей камерой (16) для впуска воздуха, каждое отверстие (19) сообщается с соответствующей камерой (17) для выпуска воздуха, первая вертикальная пластина (20) и вторая вертикальная пластина (21) соединены с внешней стенкой первой кольцевой пластины (14), вторая кольцевая пластина (22) зафиксирована между первой вертикальной пластиной (20) и второй вертикальной пластиной (21); первая вертикальная пластина (20) соединена с наклонным ветровым дефлектором (24) посредством множества соединительных пластин (23); выпускной воздухопровод (25) соединен со второй кольцевой пластиной (22) и сообщается с камерой (17) для выпуска воздуха, а впускной воздухопровод (26) соединен с первой вертикальной пластиной (20) и сообщается с камерой (16) для впуска воздуха.

7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что несколько впускных отверстий (18) для воздуха и выпускных отверстий (19) для воздуха расположены вперемежку в осевом направлении на первой кольцевой пластине (14) с интервалами.

8. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что большая камера (28) образована рамой (1) ротора, первой кольцевой пластиной (14) и первой вертикальной пластиной (20) и сообщается с впускным воздухопроводом (26) и камерой (16) для впуска воздуха.

9. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что наклонный ветровой дефлектор (24) расположен на выходе впускного воздухопровода (26), а угол между наклонным ветровым дефлектором (24) и первой вертикальной пластиной (20) составляет от 30 до 60 градусов.