Изобретение относится к электротехнике, в частности к технике охлаждения электрических машин постоянного тока.The invention relates to electrical engineering, in particular to a technique for cooling electric DC machines.
Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения.The purpose of the invention is to increase the cooling efficiency.
На чертеже изображена предлагаемая машина, общий вид.The drawing shows the proposed machine, General view.
Машина выполнена в виде станины 1, содержащей полюсы 2 с обмоткой 3 возбуждения, на станине закреплены подшипниковые щиты 4 и 5. В подшипниковых щитах 4 и 5 установлен якорь 6, включающий вал 7 с закрепленным на нем коллектором 8 и сердечником 9 якоря с обмоткой 10 якоря, закрепленной на обмоткодержателях 11 и 12. В корпусе коллектора 8, сердечнике 9 якоря и обмоткодержателях 11 и 12 выполнены соответственно аксиальные каналы 13-16 охлаждения. На несущем кольце 17 обмоткодержателя 12 закреплен вентилятор 18, состоящий из несущего кольца 19 и закрепленных с обеих сторон лопастей 20 и 21, В станине 1 выполнены окна 22 и 23 соответственно для входа и выхода охлаждающего воздуха. Л опасти 2'1 замкнуты между собой коническим кольцом 24, выполненным из изоляционного материала. Замыкающее кольцо 24 ориентировано большим диаметром в сторону обмотки 3 возбуждения, а меньшим - в сторону несущего кольца 19 вентилятора 18. На замыкающем кольце 24 со стороны несущего кольца 19 закреплены элементы 25 улучшения коммутации таким образом, что элементы 25 расположены в зазоре 26 между кольцом 24 и лобовыми частями обмотки 10 якоря 6.The machine is made in the form of a frame 1 containing poles 2 with an excitation winding 3, bearing shields 4 and 5 are fixed on the frame. Anchor 6 is installed in the bearing shields 4 and 5, including a shaft 7 with a collector 8 fixed to it and an armature core 9 with a winding 10 anchors mounted on winding holders 11 and 12. In the collector body 8, core 9 of the armature and winding holders 11 and 12, axial cooling channels 13-16 are respectively made. A fan 18 is mounted on the carrier ring 17 of the winding holder 12, consisting of a carrier ring 19 and blades 20 and 21 fixed on both sides. In the frame 1, windows 22 and 23 are made for entering and exiting cooling air. L part 2'1 are closed to each other by a conical ring 24 made of insulating material. The closing ring 24 is oriented with a larger diameter towards the field winding 3, and with a smaller one toward the bearing ring 19 of the fan 18. On the closing ring 24 from the side of the bearing ring 19, switching elements 25 are fixed so that the elements 25 are located in the gap 26 between the ring 24 and the frontal parts of the winding 10 of the anchor 6.
При работе машины, вращении якоря 6, вентиляторы - первый, образованный лопастями 21, замыкающим кольцом 24 и несущим кольцом 19, и второй, образованный ; лопастями 20 и несущим кольцом 19, создают потоки 27 и 28 охлаждающего воздуха соответственно. Воздух, охлаждающий машину, забирается из окружающей среды через окно 22 станины 1 и разделяется на потоки 27 и 28, изолированные один от другого. Поток 27 воздуха охлаждает обмотку 3 возбуждения и после выхода из каналов охлаждения обмотки возбуждения попадает в полость замыкающего кольца 24,' где его скорость увеличивается, при этом поток турбулизуется за счет вентиляторного эффекта лобовых частей обмотки 10 якоря 6 и попа1 дает на элементы 25 улучшения коммута' ции, размещение в зазоре 26 между лобовыми частями обмотки 10 якоря 6 и замыкающим кольцом. После охлаждения элементов 25 охлаждающий воздух входит в вентилятор, где охлаждает с обратной стороны элементы закрепления элементов 25 улучшения коммутации и посредством лопастей 21 через окно 23 удаляется из машины. Второй поток 28 воздуха после отделения от потока 27 последовательно проходит по каналам 13-16 коллектора 8, сердечника якоря 9 и обмоТкодержателей 11 и 12 и, охладив их, удаляется из машины через окно 25 посредством лопастей 20 вентилятора. При этом потоки 27 и 28 имеют различные значения параметров, например температуры воздуха, величины расхода воздуха.When the machine is in operation, the armature 6 rotates, the fans are the first one formed by the blades 21, the closing ring 24 and the bearing ring 19, and the second one formed; the blades 20 and the bearing ring 19, create flows 27 and 28 of cooling air, respectively. Air cooling the machine is taken from the environment through the window 22 of the frame 1 and is divided into streams 27 and 28, isolated from one another. The air stream 27 cools the field winding 3 and, after exiting the cooling channels of the field coil, enters the cavity of the closing ring 24, where its speed increases, while the flow is turbulized due to the fan effect of the frontal parts of the winding 10 of the armature 6 and pop1 gives improved switching elements 25 'tion, placement in the gap 26 between the frontal parts of the winding 10 of the armature 6 and the closing ring. After cooling of the elements 25, cooling air enters the fan, where it cools on the reverse side the fastening elements of the switching improvement elements 25 and is removed from the machine through the blades 21 through the window 23. The second air stream 28 after separation from the stream 27 sequentially passes through the channels 13-16 of the collector 8, the core of the armature 9 and winding holders 11 and 12 and, having cooled them, is removed from the machine through the window 25 through the blades 20 of the fan. In this case, the flows 27 and 28 have different parameter values, for example, air temperature, air flow rate.
Разделение системы охлаждения на два различных контура, выделение из них контура, имеющего наименьшую температуру охлаждающего воздуха, увеличение скорости движения этого воздуха и его турбулизация, размещение в этой зоне элементов улучшения коммутации обеспечивают тепловую надежность работы как устройства, так и машины в целом, одновременно обеспечивается оптимальный расход мощности, затрачиваемой на охлаждение машины, за счет выполнения раздельных вентиляторов для каждого из контуров системы охлаждения.The separation of the cooling system into two different circuits, the separation of them from the circuit having the lowest temperature of cooling air, an increase in the speed of movement of this air and its turbulization, placement of switching improvement elements in this zone provide thermal reliability of both the device and the machine as a whole, at the same time optimal power consumption spent on cooling the machine due to the implementation of separate fans for each of the circuits of the cooling system.