SU892584A1

SU892584A1 - Electric machine

Info

Publication number: SU892584A1
Application number: SU802904273A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Иванович Золотухин; Нарциз Казимирович Городецкий; Валентина Владимировна Мантуленко
Original assignee: Предприятие П/Я А-7075
Priority date: 1980-04-03
Filing date: 1980-04-03
Publication date: 1981-12-23

Description

(54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА(54) ELECTRIC MACHINE

Изобретение относитс к электромашиностроению и может быть использо вано, в частности, в высокоскоростных асинхронных микродвигател х с массивным ротором и короткоэамкнутой обмоткой ротора, устанавливаемых, например, на транспортных средствах. Известна конструкци электрической машины, содержаща статор, ротор , установленный в подшипниках сухого , подв ипниковые щиты и корпус, имеющие каналы дл подачи воздуха в зазоры машины. Сжатый воздух от внешнего источника через штуцер в верхней части корпуса и радиальные кана.лы в пакете статора подаетс в зазор между ротором и статором , создава воздушную опору ро тора и одновременно охлтажда машину Осевые воздушные опоры образованы в зазорах между торцами ротора и под шипниковыми щитами 1. Недостатком такой машины вл етс необходимость наличи iвнешнего источника сжатого воздуха, обеспечи вающего необходимое давление, что ограничивает применение таких машин особенно на гранспортных; средствах Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой вл етс электрическа машина, родержаща корпус с подшипниковыми щитёми, в котором расположен статор и ротор с валом , установленным в подшипниках скольжени сухого трени . На торцовых поверхност х ротора выполнены кольцевые выемки полукруглого сечени , в которых установлены лопатки. В подшипниковых щитах напротив выемок ротора расположены каналы, имеющие -форму незамкнутого кольца. Каналы с одной стороны сообщаютс с атмосферой через отверсти подшипниковых щитов, а с другой - с радиальными каналами в пакете статора, выход щими в воздушный зазор между статором и ротором, образующим радиальную воздушную опору. Осевые воздушные опоры образованы в зазорах между торцами ротора и поверхностью щитов корпуса. Преимещуством известной конструкции машины вл етс наличие автономной системы подачи воздуха в воздушную опору в зазоре между ротором и статором 2. Однако наличие каналов в статоре, корпусе и подшипниковых щитах, а также кольцевых выемок на торцах ротора с установленными в них лопатками усложн ет конструкцию машины и не позвол ет использовать автономную подачу воздуха в зазор между ротором и статором в высоко- и сверхвысокоскоростных микродвигател х.The invention relates to electrical engineering and can be used, in particular, in high-speed asynchronous micromotors with a massive rotor and a short-circuited rotor winding, installed, for example, on vehicles. The known structure of an electric machine comprises a stator, a rotor mounted in dry bearings, basement panels and a housing having channels for supplying air to the gaps of the machine. Compressed air from an external source through a fitting in the upper part of the housing and radial channels in the stator package is fed into the gap between the rotor and the stator, creating an air support of the rotor and simultaneously cooling the machine. Axial air supports are formed in the gaps between the rotor ends and under the horn shields 1 The disadvantage of such a machine is the need for an external source of compressed air that provides the necessary pressure, which limits the use of such machines, especially on the vehicles; Means The closest to the technical essence of the present invention is an electric machine, holding the housing with bearing shields, in which the stator and the rotor with the shaft mounted in dry friction bearings are located. On the end surfaces of the rotor, annular recesses of a semi-circular section are made, in which the blades are mounted. In the bearing shields opposite the grooves of the rotor are channels that have the form of an open ring. The channels, on the one hand, communicate with the atmosphere through the openings of the bearing shields, and on the other, with the radial channels in the stator package, opening into the air gap between the stator and the rotor, forming a radial air support. Axial air supports are formed in the gaps between the ends of the rotor and the surface of the body shields. The advantage of the known machine design is the presence of an autonomous system for supplying air to the air support in the gap between the rotor and the stator 2. However, the presence of channels in the stator, housing and bearing shields, as well as ring grooves at the ends of the rotor with blades installed in them, complicates the design of the machine and It does not allow the use of an autonomous air supply to the gap between the rotor and the stator in high and ultra high speed micromotors.

Цель изобретени - упрощение конструкции машины.The purpose of the invention is to simplify the design of the machine.

Указанна цель достигаетс тем, что в электрической машине, включающей корпус, статор, ротор с валом,, установленным в поддаипниках сухого трени , и каналы дл подачи воздуха в воздушную опору в зазоре между ротором и статором, упом нутые каналы выполнены в роторе расход щимис от оси вала и соедин ют зазор между ротором и статором с атмосферой через осевой канал, предусмотренньзй в валу ротора,This goal is achieved by the fact that in an electric machine that includes a housing, a stator, a rotor with a shaft installed in dry friction pans, and channels for supplying air to the air support in the gap between the rotor and the stator, the said channels are made in the rotor diverging from the shaft axis and the gap between the rotor and the stator is connected to the atmosphere through an axial channel provided in the rotor shaft,

С целью повышени несущей способности воздушной опоры расход щиес каналы в роторе наклонены в направлении его вращени .In order to increase the bearing capacity of the air support, the diverging channels in the rotor are inclined in the direction of its rotation.

Такое техническое решение нар ду с обеспечением подачи воздуха в зазор между ротором и статором позвол ет значительно упростить конструкцию машины/ поскольку исключает необходимость выполнени ..в корпусе статора и подшипниковых щитах каналов , а также кольцевых выемок с лопатками на торцах ротора, что позво л ет использовать воздушные опоры с самоподдувом в высокоскоростных микродвигател х, где реализаци известного решени ввиду, малогабаритности конструктивных элементов либо вообще невозможна, либо -чрезвычайно затруднена.This technical solution, along with ensuring the air supply to the gap between the rotor and the stator, significantly simplifies the machine design because it eliminates the need to perform channels in the stator housing and bearing shields, as well as annular grooves with blades at the rotor ends, which allows to use air supports with self-blowing in high-speed micromotors where the realization of a known solution in view of the smallness of the structural elements is either not possible at all or extremely difficult.

На фиг.1 показана электрическа машина, разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1 (ротор с радиальными каналами); на фиг.З - то же (ротор с наклоненными каналами) j,Figure 1 shows the electrical machine, section; figure 2 - section aa in figure 1 (the rotor with radial channels); on fig.Z - the same (rotor with inclined channels) j,

Электрическа машина содержит корпус 1 с подшипниковыми ,щита:/1и 2, в котором расположен статор 3 и массивный ротор 4 с валом 5j. установленным в подшипниках 6 скольжени сухого трени . Непосредственно в роторе 4 выполнены расход щиес от оси вала 5 каналы 7, которые соедин ют зазор 8 между ротором 4 и статором 3 с атмосферой через осево канал 9 в валу 5. Осевые воздушные . опоры образованы в зазорах 10 между торцами ротора 4 и поверхностью щиточ 2 корпуса 1.The electric machine comprises a housing 1 with bearings, a shield: / 1 and 2, in which a stator 3 and a massive rotor 4 with a shaft 5j are located. mounted in 6 friction bearings. Directly in the rotor 4 there are made channels 7 discharging from the axis of the shaft 5, which connect the gap 8 between the rotor 4 and the stator 3 with the atmosphere through the axial channel 9 in the shaft 5. Axial air. the supports are formed in the gaps 10 between the ends of the rotor 4 and the surface of the shield 2 of the housing 1.

Ротор 4 может быть выполнен как массивным, так и шихтованным с короткозамкнутой обмоткой и закрытыми пазами. Подшипники б скольжени сухого трени целесообразно выполнить например, графитовыми или мeтaл o керамическими с пропиткой фторопластом .The rotor 4 can be made both massive and laminated with a short-circuited winding and closed grooves. Bearings of sliding dry friction should be carried out, for example, with graphite or metal with ceramic fluoroplastic impregnation.

Радиальный зазор в подшипнике 6, разумеетс / по величине должен бытьThe radial clearance in the bearing 6, of course / in magnitude should be

меньше радиального зазора 8 между ротором 4 и статором 3.less radial clearance 8 between the rotor 4 and the stator 3.

При включении машины ротор 4 с валом 5 начинает вращатьс -IB подшипниках б сухого трени . При этом воздух с торца вала 5 через осевой канал 9 за счет центробежных сил .поступает в радиальные каналы 7.« ротора, а затем в радиальный зазор 8 между ротором 4 и статором 3. От вращени радиальных каналов с большой скоростью в зазоре 8 создаетс статическое давление, образуетс несуща воздушна подушка, в результате чего ротор 4 с валом 5 всплывает . При этом в подшипниках б создаетс равномерный воздушный зазор , нагрузка с них полностью снимаетс .When the machine is turned on, the rotor 4 with the shaft 5 begins to rotate with -IB bearings and dry friction bearings. At the same time, air from the shaft 5 end through the axial channel 9 due to centrifugal forces enters the radial channels 7. The rotor and then the radial gap 8 between the rotor 4 and the stator 3. Rotation of the radial channels at high speed in the gap 8 creates a static the pressure is formed by a carrying airbag, with the result that the rotor 4 with the shaft 5 floats. In this case, a uniform air gap is created in the bearings, the load is completely removed from them.

Радиальна воздушна подушка, образованна в зазоре 8, работает как газостатическа опора. Несуща способность такой газостатической опо .ры может быть также повышена за счет выполнени радиальных каналов 7 наклоненными в сторону вращени (фиг.з). При больших частотах вращени ее несуща способность возрастает также за счет по влени газодинамического эффекта в зазоре 8 и подашпниках 6.A radial airbag, formed in the gap 8, works as a gas-static support. The carrying capacity of such a gas-static support can also be increased by making the radial channels 7 inclined in the direction of rotation (Fig. 3). At high frequencies of rotation, its carrying capacity also increases due to the occurrence of the gas-dynamic effect in the gap 8 and submashs 6.

Осевые воздушные опоры образуютс при истечении воздуха под давлением в зазорах 10 между торцовыми поверхност ми ротора 4 и щитов 2 корпуса 1.Axial air supports are formed when air flows under pressure in the gaps 10 between the end surfaces of the rotor 4 and the shields 2 of the housing 1.

Охлаждение машины обеспечиваетс при прохождении воздуха под давлением через зазоры 8 и 10 с выходом его через зазоры в подшипниках 6 в окружающее пространство.The cooling of the machine is provided by the passage of pressurized air through the gaps 8 and 10, with its release through the gaps in the bearings 6 into the surrounding space.

Предлагаема конструкци обеспечивает не только поддержание ротора электродвигател , но и дает возможность навешивать дополнительную нагрузку на его вал. Учет газодинамического эффекта еще больше увеличит величину этой дополнительной нагрузки .The proposed construction provides not only the maintenance of the rotor of the electric motor, but also makes it possible to hang an additional load on its shaft. Accounting for the gas-dynamic effect will further increase the magnitude of this additional load.

Предлагаема электрическа машина с самоподдувом более проста в ..Offered electric car with self-blowing is more simple in ..

конструктивном отношении по сравнению с известной. Она не требует наличи на торцовых поверхност х ротора кольцевых выемок с установленны- , ми в них лопатками, а в статоре, корпусе и подшипниковых .:щитах - развитой сети сообщающихс каналов, сложность выполнени которых, нар ду с необходимостью обеспечени плавности переходов, строгого совмещени и герметичности в местах их стыковки при сборке .машины, обусловлена значительными трудност ми технологического характера. При этом нельз не учитывать также св занную с этим трудность обслуживани .constructive relation to the known. It does not require annular grooves on the end surfaces of the rotor with blades installed in them, and in the stator, case and bearing.: Boards - developed network of communicating channels, the complexity of which, along with the need to ensure smooth transitions, strict alignment and tightness in places where they dock when assembling a machine, due to significant technological difficulties. At the same time, the associated maintenance difficulty cannot be ignored either.

Кроме того, диапазон использовани предлагаемого изобретени расшир етс за счет возможности егоIn addition, the range of use of the invention is expanded by the possibility of its

Claims

Claim

1. An electric machine having a housing, a stator, a rotor with a shaft mounted in dry friction bearings, and channels connecting the gap between the rotor and the stator with the atmosphere for supplying air through the gap between the rotor and the stator to the air support, characterized in that that, in order to simplify the design, the shaft has an axial channel, and the channels for supplying air to the air support are located in the rotor and connect the axial channel of the shaft with the gap between the rotor and the stator.

2. Machine by π. 1, characterized in that, in order to increase the bearing capacity of the air support, the channels in the rotor are inclined in the direction of rotation.

Sources of information taken into account during the examination

1. US patent "3525003,

15 cl. 310-90, 1970.

2. USSR author's certificate on application No. 2560666 / 24-07, cl. H 02 K 5/16, 1977.

ВНИИПИ Order 11274/79 Circulation 733 Subscription

Branch of PPP Patent, Uzhhorod, st. Project, 4