SU760315A1

SU760315A1 - Electric machine

Info

Publication number: SU760315A1
Application number: SU762435039A
Authority: SU
Inventors: Mikhail G Zhabrov; Vladimir K Korobov; Boris V Savin; Viktor A Sevostyanov; Ivan G Shirnin
Original assignee: Mikhail G Zhabrov; Vladimir K Korobov; Boris V Savin; Viktor A Sevostyanov; Ivan G Shirnin
Priority date: 1976-12-27
Filing date: 1976-12-27
Publication date: 1980-08-30

Description

Изобретение относится к электромашиностроению, а более конктретнох вращающимся электрическим машинам.The invention relates to electrical engineering, and more konktretnoh rotating electrical machines.

Известна электрическая машина, содержащая ротор с центробежной теп- 5 ловой трубой, выполненной в центральной полости вала. В этой машине в центральной части вала выполнена цилиндрическая или коническая полость, служащая Полостью тепловой трубы,пере-'ν дающей тепло в аксиальном направлении от внутренней расточки ротора к охлаждающему агенту.Зона охлаждения вала расположена между ротором и подшипниковым щитом или снаружи маши- 15 ны [1] .A known electric machine comprising a rotor with a centrifugal heat pipe, made in the central cavity of the shaft. In this machine, in the central part of the shaft, there is a cylindrical or conical cavity, which serves as a heat pipe cavity, which transmits heat in the axial direction from the inner bore of the rotor to the cooling agent. The shaft cooling zone is located between the rotor and the bearing shield or outside the machine [one] .

Изготовление центральной полости в валу связано с определенными технологическими трудностями, так как отношение длины полости к ее диа- 20 метру составляет 15-20 при диаметре равном 30-60 мм и требует специального инструмента. Технологические трудности возникают также и при изготовлении конической полости в валу, 25 расширяющейся в направлении к магнитопроводу ротора.The manufacture of the central cavity in the shaft is associated with certain technological difficulties, since the ratio of the cavity length to its diameter is 15-20 with a diameter of 30-60 mm and requires special tools. Technological difficulties also arise in the manufacture of a conical cavity in the shaft, 25 extending in the direction of the rotor magnetic circuit.

Увеличение диаметра центрального' отверстия для повышения эффективное- зоIncreasing the diameter of the central hole to increase the effective

22

ти передачи тепла через вал приводит одновременно к увеличению диаметра вала, что^в свою очередь, заставляет применять подшипник большего размера со стороны конца вала, с которого производится сверление отверстия.This heat transfer through the shaft simultaneously leads to an increase in the shaft diameter, which, in turn, forces the use of a larger bearing on the side of the shaft end, from which the hole is drilled.

Наиболее близка к предлагаемой машина с испарительным охлаждением, содержащая подшипниковый щит и ротор, имеющий вал, магнитопровод и закрепленную на валу с кольцевым зазором для циркуляции хладагента обечайку, иа которой установлен магнитопровод' [2] .Closest to the proposed machine with evaporative cooling, containing a bearing shield and a rotor having a shaft, a magnetic circuit and mounted on the shaft with an annular gap for circulation of the refrigerant shell, and the magnetic core is installed '[2].

Однако указанная конструкция не обеспечивает необходимого упрощения и повышения эффективности охлаждения.However, this design does not provide the necessary simplification and increase of cooling efficiency.

Цель изобретения - повьадение эксплуатационной надежности, упрощение и эффективность охлаждения.The purpose of the invention is the improvement of operational reliability, simplification and efficiency of cooling.

Указанная цель достигается тем, что обечайка имеет длину, превышающую длину магнитопровода, и ее концы герметично соединены с валом, причем зона соединения конца обечайки с валом расположена между магнитопроводом и подшипниковым щитом, а обечайка в зоне расположения магнитопровода может быть выполнена с внутренней ци760315This goal is achieved by the fact that the shell has a length exceeding the length of the magnetic circuit, and its ends are hermetically connected to the shaft, and the zone of connection between the end of the shell and the shaft is located between the magnetic core and the bearing shield, and the shell in the area of the magnetic circuit can be made with internal chi760315

линдрической поверхностью, а в зоне между магнитопроводов и подшипниковым щитом - с конической, и соединена меньшим основанием с валом.lindric surface, and in the area between the magnetic cores and the bearing shield - with a conical, and connected to a smaller base with the shaft.

На чертеже схематически изображена предлагаемая электрическая машина.The drawing schematically shows the proposed electric machine.

Электрическая машина содержит ротор с м&гнитопроводом 1 и с центробежной .тепловой трубой 2, Тепловая труба образована валом 3 и охватывающей его обечайкой 4, между которыми имеется герметичная аксиальная кольцевая полость 5, в которой циркулирует теплоноситель. Обечайка 4 герметично соединена по торцам с поверхностью вала 3 между подшипниковым щитом 6 и магнитопроводом 1. Обечайка 4 имеет две поверхности - цилиндрическую 7 и коническую 8. На цилиндрической поверхности обечайки, которая является зоной нагрева тепловой трубы, закреплен магнитопровод 1 ротора. Коническая часть 8 обечайки меньшим основанием герметично приварена к валу 3 около подшипникового щита 6 и служит зоной охлаждения. С целью предотвращения уменьшения прочности вала 3 под действием сварки обечайка приваривается к буртику 9 зала.The electric machine contains a rotor with m & pipe 1 and a centrifugal heat pipe 2, the heat pipe is formed by the shaft 3 and the shell 4 enclosing it, between which there is a sealed axial annular cavity 5 in which the coolant circulates. The shell 4 is hermetically connected along the ends with the surface of the shaft 3 between the bearing shield 6 and the magnetic core 1. The shell 4 has two surfaces - cylindrical 7 and conical 8. On the cylindrical surface of the shell, which is the heating zone of the heat pipe, the rotor magnetic core 1 is fixed. The conical part 8 of the shell with a smaller base is hermetically welded to the shaft 3 near the bearing shield 6 and serves as a cooling zone. In order to prevent the reduction of the strength of the shaft 3 under the action of welding, the shell is welded to the shoulder of hall 9.

На конической поверхности обечайки приварены лопатки - ребра 10, обеспечивающие одновременно функции теплообменных и напорных элементов охлаждающего воздуха. ·The blades are welded on the conical surface of the shell - the fins 10, which simultaneously provide the functions of heat exchange and pressure elements of the cooling air. ·

Машина работает следующим обра-_хзом.The machine operates as follows: formed _x Zoom.

Жидкий теплоноситель, располагаемый на внутренней поверхности цилиндрической части 4 обечайки, за- . бйрая тепло от магйитопровода 1 ротора, испаряется и перемещается в зону охлаждения, образованную конической частью 8 обечайки и валом 3, где он конденсируется, .^этдавая тепло обечайки с ребрами 10, которая охлаждается наружным воздухом. Движение теплоносителя в тепловой трубе показано на чертеже Прерывистыми стрелками, движение охлаждающего воздуха - сплошными стрелками.Liquid coolant located on the inner surface of the cylindrical part 4 of the shell, for-. The brya heat from the rotor magitite 1, evaporates and moves to the cooling zone formed by the conical part 8 of the shell and the shaft 3, where it condenses,. ^ this is the heat of the shell with the ribs 10, which is cooled by outside air. The movement of the coolant in the heat pipe is shown in the drawing by intermittent arrows, the movement of the cooling air is indicated by solid arrows.

Сконденсированный теплоноситель под действием центробежных сил при вращении ротора по конической поверхности 8 обечайки возвращается на цилиндрическую поверхность 4 обечайки, где цикл снова повторяется.The condensed coolant under the action of centrifugal forces during rotation of the rotor on the conical surface 8 of the shell returns to the cylindrical surface 4 of the shell, where the cycle repeats again.

Указанное выполнение тепловой тр^бы может быть осуществлено либо посредством самого вала и обечайки (в этом случае внутренний диаметр магнитопровода ротора следует увеличить на двустороннюю сумму величин толщины обечайки и радиального размера полости, что возможно в многополюсных машинах), либо посредством сердечника вала и обечайки (не увеличивая при этом общий диаметр вала к, следовательно, внутренний диаметрThe specified execution of the heat pipe could be carried out either by means of the shaft itself and the shell (in this case, the inner diameter of the rotor magnetic core should be increased by a two-sided sum of the shell thickness and the radial size of the cavity, which is possible in multi-pole machines), or by means of the shaft core and shell ( without increasing the total diameter of the shaft to, therefore, the internal diameter

магнитопровода ротора, что предпочтительно в двухполюсных машинах из-за ограниченного радиального размера спинки ротора).magnetic rotor, which is preferable in bipolar machines due to the limited radial size of the back of the rotor).

Такая конструкция обеспечивает технологичность изготовления ротора с тепловой трубой, так как отпадает необходимость в сверлении вала для полости тепловой трубы, а изготовление обечайки может быть выполнено, например, из труб стандартного ряда или методом вальцевания листового, материала и последующей сварки. Так как обечайка в некоторых случаях может быть не несущим элементом магнитопровода ротора, а может быть закреплена на ребрах жесткости вала, то она в этом случае может быть выполнена из более тонкого материала, что приводит к снижению температурного перепада в стенке тепловой трубы.This design provides the manufacturability of the rotor with a heat pipe, as there is no need to drill the shaft for the cavity of the heat pipe, and the shell can be made, for example, from standard pipes or using sheet, material, and subsequent welding. Since the shell may in some cases be a non-carrying element of the rotor magnetic circuit, and may be fixed on the ribs of the shaft, in this case it may be made of a thinner material, which leads to a decrease in temperature difference in the wall of the heat pipe.

Предлагаемая конструкция позволяет легко выполнить внутреннюю поверхность корпуса тепловой трубы или ее части (зоны конденсации) конической . формы с заданным углом раскрытия конуса, например, расточкой трубы-заготовки.The proposed design allows you to easily perform the inner surface of the heat pipe body or its part (condensation zone) conical. forms with a given angle of opening of the cone, for example, a bore of the pipe billet.

Так как в предлагаемой машине конструкция /тепловой трубы не влияет непосредственно на размер подшипников, то в этом случае возможно обеспечить унификацию/ подшипниковых узлов и щитов, не снижая при этом эффективности “теплопередачи. .Since, in the proposed machine, the construction / heat pipe does not directly affect the size of the bearings, in this case it is possible to ensure unification / of bearing assemblies and shields, without reducing the heat transfer efficiency. .

Claims

Claim

1. An electric machine with evaporative cooling, containing a bearing shield and a rotor having a shaft, a magnetic core and attached to the va * * lu with an annular gap for circulating the refrigerant, the shell on which the magnetic core is mounted, which is In order to improve operational reliability, simplify and improve cooling efficiency, the shell / has a length exceeding the length of the magnetic circuit, and its ends are sealed to the shaft.

2. Machine for π. 1, that is, that the zone of connection of the end of the shell with. The shaft is located between the magnetic core and the bearing shield.

3. Machine on PP. 1 and 2, about the fact that the shell in the area of the magnetic circuit is made with an internal cylindrical surface, and in the area between the magnetic core and the bearing shield is conical, and is connected by a smaller base to the shaft.