SU900372A1 - Электрическа машина с жидкостным охлаждением - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к электромашиностроению и касаетс  охлаждени  электрических машин.

Известны электрические машины с герметичной внутренней полостью,за полненной жидкостью, котора  обеспечивает необходимый тепловой режим работы. С этой целью машины оборудуютс  устройствами, обеспечивающими циркул цию жидкости. Обычно эти устройства представл ют собой лопастное или осевое колесо, закрепленное на валу машины, или же отдельно устанавливаемый насосный агрегат..Вращающиес  вал ft ротор этой электрической машинь обладают весьма существенными нагнетательными возможност ми .

Так, известен ротор электрической машины, который может работать как цент обежный вентил тор fl.

Однако в таких электрических машинах нагнетательные возможности вала используютс  не в полной мере

-из-за того что во внутренней полости этих машин распределение по радиусу гидродинамического давлени , индукцированного вращающимс  валом, практически одинаково с обеих сторон от ротора. Поэтому перепад давлений между этими полост ми не может обеспечить достаточно интенсивную аксиальную циркул цию жидкости и охлаждение таким образом обмоток ротора

to и статора.

Наиболее близкой к предлагаемой  вл етс  электрическа  машина с вод ным охлаждением, содержаща  статор,

Claims (2)

15 установленный в герметичном корпусе , заполненном охлаждающим агентом, и ротор, установленный на валу с внутренним аксиальным каналом 2. Однако в известной машине не предусмотрена интенсификаци  аксиальной циркул ции охладител  за счет использовани  нагнетательных возможностей вращающегос  вала машины. Целью изобретени   вл етс  улучш ние охлаждени  электрической машины Поставленна  цель достигаетс  за счет того, что в электрической машин с жидкост1а гм охлаждением, содержащей статор, установленный в герметичном корпусе, заполненном охлаждающим агентом, и ротор, установленный на валу, имеющем внутренний аксиальный канал и р д радиальных каналов, в валу с обеих сторон от бочки ротора расположены радиальные отверсти , сообщающиес  с каналом вала, причем с одной стороны от бочки на вал насажена втулка, в которой выполнены сквозные отверсти , сообщающиес  посредством радиальных отверстий вала с его аксиальным каналом, а с другой стороны от бочки ротора установлена неподвижна  охватывающа  вал выгородка, выполненна , например в виде прикрепленной к корпусу втулки. Выгородка может быть выполнена перфорированной. Благодар  установке выгородки с одной стороны от бочки ротора, происходит изменение распределени  гидродинамического давлени , индуцированного вращающимс  валом, в полости с одной стороны от бочки ротора по сравнению с его распределением в полости с другой сторонь от бочки ротора. С помощью насаженной на вал втулки увеличиваетс  диаметр вращающегос  вала, а значит увеличиваетс  его нагнетательна  способность. На фиг.1 схематично изображен первый вариант выполнени  предлагаемой машины; на фиг.2 - второй вариант предлагаемой машины. В обоих вариантах предлагаема  электрическа  машина содержит статор 1, установленньм в герметичном корпусе 2, заполненном охлаждающим агентом, и ротор 3,установленный на валу 4. Вал 4 имеет внутренний аксиальный канал 5. Этот канал соединен с внутренней полостью машины посредством выполненных в валу 4 по обе стороны от бочки ротора радиальных отверстий 6. С одной стороны от бочки ротора на вал 4 насажена втулка 7, на поверхности которой вьшолнены сквоз1-гые отверсти  8, совмещенные с отверсти ми 6 в валу. Втулка предназначена дл  увеличени  нагнетательной способ ности вала. С другой стороны от бочки ротора 3 размещена неподвижна , схватывающа  вал, выгородка 9, выполненна , например, в виде втулки, прикрепленной к корпусу 2. Статор 1 снабжен аксиальными каналами 10. Зазйром между статором и ротором образован кольцевой канал 11. Каналы 5, 10 и 11 предназначены дл  обеспече- НИН аксиальной циркул ции охлаждающего агента. Выгородка 9 делит внутреннюю полость машины с одной стороны от бочки ротора на камеры 12 и 13. С другой стороны от бочки ротора внутренн   полость машины образует камеру 14. В первом варианте выгородка 9 представл ет собой сплошную втулку ( без отверстий, а вал со стороны выгородки крепитс  внутри корпуса машины на опоре 15, котора  образует камеру 16, котора  соедин етс  с камерой 13 через отверсти  17 в опоре 15. В этом варианте аксиальный канал 5 со стороны выгородки выполнен до конца вала, образу  в его торце отверсти  18. Во втором варианте выгородка 9 вы полнена перфорированной - с радиальными отверсти ми 19, а вал в этом случае не имеет отверсти  18 и крепитс  на торцевой крышке машин 20. В обоих вариантах принудительна  циркул ци  охлаждающего агента внутренней полости электрической машины происходит следующим образом. Вращшощийс  вал 4 индуцирует гидродинамическое давление в камерах 12 и 14. При этом, благодар  наличию выгородки 9, давление в аксиальном канале 5 вала со стороны камеры 12 превышает давление в этом канале со стороны камеры 14. В результате в канале возникает поток охлажданицего агента. Попав в камеру 14 через радиальные отверсти  8, охлаждающий агент под действием центробежных сил перемещаетс  на периферий и попадает в каналы 10 и 11. При прохождении этих каналов под действием перепада давлений между камерами 14 и 13 происходит охлаждение обмоток статора 1 и ротора 3. Таким образом, охлаждающий агент попадает в камеру 13. Затем, в зависимости от конструктивного варианта, охладитель возвращаетс  в аксиальный канал вала двум  различными пут ми. В первом варианте охладитель из камеры I3 через отверсти  17 в опор 15 отступает в камеру 16, а затем через отверстие в торце вала 18 он возвращаетс  в канал 5. Во втором варианте охладитель во вращаетс  в Ъксиальньй канал 5 чере радиальные отверсти  19 в выгородке и 6 в валу. Использование изобретени  позволи уменьшить мощность специальных нагнетательных устройств,обеспечивающих циркул цию охлаждающего агента, а в некоторых случа х и совсем отказатьс  от этих устройств, что повышает КПД машины. Кроме того, циркул ци  жидкости в машине не зависит от направлени  вращени  вала, что обеспечивает такую же циркул цию охлаждающего агента и в услови х реверса . Этого не добитьс  при использовании рабочего колеса с изогнутыми лопатками, установленного на валу машины. Наиболее целесообразно использовать изобретение в погружных электрй чесдсих машинах с высокими линейными скорост ми на роторе, работающих в реверсивном режиме с широким диапазоном изменени  скоростей вращени , в устройствах, осуществл ющих циркул цию охладител , к которым предъ вл ютс  повьш1енные требовани  с точки зрени  обеспечени  наименьших габаритов . Дл  доведени  до использовани  необходимо предварительно модель нее испытание максимум одной машины пор дка нескольких дес тков кВт. Охлаждение предлагаемых маг.лозалолненных электрических машин легко осуществл етс  путем использовани  сменных втулок на валу. Формула изобретени  1k Электрическа  машина с жидкостным охлаждением, содержаща  статор, установленный в герметичном корпусе, заполненном охлаждающим агентом, и ротор, установленный на валу, имеющем аксиальный канал, отличающа с  тем, что, с целью улучшени  охлаждени  в валу с обеих сторон от бочки ротора расположены радиальные отверс.и , сообщак циес  с каналом вала, причем с одной стороны от бочки ротора на вал насажена втулка с радиальными отверсти ми, сообщающимис  через радиальные отверсти  вала с его аксиальным каналом, а с другой стороны от бочки ротора установлена неподвижна  охватыиающа  вал выгородка, выполненна , например, в виде прикрепленной к корпусу втулки . 2. Электрическа  машина по п.1, отличающа с  тем, что выгородка выполнена перфорированной. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Филиппов И.Ф. Вопросы охлаждени  электрических машин. М-Л., Энерги , 1964, с. 64.

2.Авторское свидетельство СССР № 404161, кл. Н 02 К 9/16, 1973.

.IS

Фиг.1

I V Q } 3 Фиг.2