UA14865U - Enclosed-type asynchronous motor with air cooling - Google Patents

Description

Опис винаходу

Корисна модель відноситься до електротехніки і може бути використана в електроприводах з регульованою 2 частотою обертання асинхронного двигуна, а також електроприводах з постійною частотою обертання, що працюють у короткочасних або повторно-короткочасних режимах.

З рівня техніки відомий закритий асинхронний двигун, що містить активні частини у вигляді статора й сидячого на валу ротора, поміщених в оребрений корпус, закритий з торців підшипниковими щитами.

Закріплений на корпусі вентиляційний кожух, усередині якого поміщений вентилятор зовнішнього обдуву, 70 установлений на валу серводвигуна (11.

Такий пристрій охолодження має низьку експлуатаційну надійність через відсутність внутрішньої вентиляції.

Відомий також закритий асинхронний двигун з повітряним охолодженням, що містить статор і ротор, з виконаними в ньому аксіальними каналами. Статор і ротор установлені в корпус із розподільним теплообмінником. Корпус закритий з торців підшипниковими щитами. На ньому закріплений вентиляційний кожух, 72 усередині якого поміщений вентилятор зовнішнього обдуву, установлений на валу серводвигуна.

На іншому кінці валу цього серводвигуна закріплений вентилятор внутрішнього обдуву, установлений у замкнутій порожнині. Порожнина утворена за допомогою виступаючого за межі підшипникового щита з отворами корпуса, закритого з торця додатковим щитом.

У корпусі виконані отвори в зоні лобових частин обмотки статора з боку робочого кінця валу й у зоні замкнутої порожнини. Ці отвори з'єднані між собою повітропроводом, (21.

Цей пристрій, що збігається з корисною моделлю по більшості істотних ознак і обраний як прототип, передбачає для зовнішнього й внутрішнього обдуву незалежну вентиляцію. Однак такий пристрій охолодження не ефективний при експлуатації асинхронних двигунів середньої або великої потужності (до 1000-200Оквт) з повітряним охолодженням.

Завданням пропонованої корисної моделі є підвищення експлуатаційної надійності роботи асинхронного в двигуна середньої або великої потужності шляхом зниження температури нагрівання статорної й роторної обмоток у всьому діапазоні регулювання частоти його обертання, а також електроприводах з постійною частотою обертання, що працюють у короткочасних або повторно-короткочасних режимах.

Поставлене завдання вирішується тим, що в закритому асинхронному двигуні з повітряним охолодженням, о що містить статор, і ротор з виконаними в ньому аксіальними каналами, розміщені в корпусі, з розподільним «о теплообмінником, закритий з торців підшипниковими щитами, закріплений на ньому вентиляційний кожух, усередині якого поміщений вентилятор зовнішнього обдуву, установлений на валу серводвигуна, на іншому кінці со валу якого закріплений вентилятор внутрішнього обдуву, установлений у замкнутій порожнині, утвореній за «І допомогою виступаючого за межі підшипникового щита з отворами корпуса, закритого з торця додатковим 3о щитом, отвори, виконані в корпусі в зоні внутрішньої порожнини двигуна з боку робочого кінця валу й у зоні -- замкнутої порожнини, які з'єднані між собою повітропроводом, пропонується розподільний теплообмінник виконати трубчатим. У роторі й статорі виконати радіальні вентиляційні канали, що з'єднуються колектором, розташованим у зоні повітропроводу. Колектор виконати сполученим із внутрішньою порожниною асинхронного «4, двигуна в зоні лобових частин обмотки статора з боку вентилятора внутрішнього обдуву. Аксіальні канали З 70 ротора закрити з боку вентилятора внутрішнього обдуву. с Перераховані вище істотні ознаки корисної моделі, відмінні від прототипу, необхідні й достатні у всіх

Із» випадках, на які поширюється правова охорона корисної моделі.

Зазначене виконання відмінних ознак дозволяє в асинхронному двигуні створити ефективний незалежний замкнутий внутрішній цикл охолодження при всіх режимах його роботи, що значно знижує нагрівання його обмоток. - Пропонується колектор закрити від внутрішньої порожнини двигуна, розташованої з боку робочого кінця валу. «» У корпусі пропонується виконати отвори з'єднуючі колектор із внутрішньою порожниною двигуна, розташованою з боку робочого кінця валу. со Пропонується також отвори, що з'єднують повітропровід із внутрішньою порожниною двигуна, розташованою б 20 з боку робочого кінця валу, і отвори, що з'єднують колектор з тією же порожниною, розділити в зоні лобових частин кільцевою перегородкою. сл У нижній частині диску вентилятора внутрішнього обдуву можуть бути виконані отвори, а з боку додаткового щита на вентиляторі додатково встановлені вентиляційні лопатки.

Корисна модель пояснюється кресленнями, де: 25 - на Фіг.1 схематично зображений поздовжній розріз пропонуємого закритого асинхронного двигуна, що с обдувається; - на Фіг.2 схематично показаний варіант виконання асинхронного двигуна, що обдувається, зображений на

Фіг1.

У закритому асинхронному двигуні 1 активні частини у вигляді статора 2 і ротора З, що сидить на валу 4, 60 розміщені в корпусі 5, який з торців закритий підшипниковими щитами 6 і 7.

У роторі З виконані радіальні канали 8 і аксіальні канали 9 , а в статорі 2 - радіальні канали 10.

Радіальні канали 8 через радіальні канали 10 з'єднані з колектором 11, який через отвори 12 з'єднується із внутрішньою порожниною 13 асинхронного двигуна 1 у зоні лобових частин 14 обмотки статора.

Корпус 5 виступає за підшипниковий щит 7 і з торцевої сторони закритий додатковим щитом 15, створюючи бо замкнуту порожнину 16.

У замкнутій порожнині 16 розташований вентилятор внутрішнього обдуву 17, закріплений на валу серводвигуна 18. Зазначений серводвигун закріплений на додатковому щиті 15 і закритий вентиляційним кожухом 19, на торцевій частині якого виконана вентиляційна сітка 20.

На протилежному кінці валу серводвигуна 18 закріплений вентилятор зовнішнього обдуву 21. На вертикальній частині диску вентилятора зовнішнього обдуву 21 виконані вентиляційні отвори 22, а на його конусній частині закріплені із зовнішньої сторони лопатки 23 і із внутрішньої сторони лопатки 24. Внутрішні лопатки 24 мають конічний передній диск 25.

Закріплений на корпусі 5 конічний дифузор 26 своєю торцевою частиною встановлений проти торцевої /о частини конічного переднього диску 25. Серводвигун 17 закритий вентиляційним кожухом 27. У підшипниковому щиті 7 виконані отвори 28. У роторі 3, з боку вентилятора внутрішнього обдуву 17, аксіальні канали 9 закриті перегородкою 29.

Колектор 11 розташований у внутрішній зоні повітропроводу 30. У цій же зоні, герметично від повітропроводу 30, установлений розподільний трубчатий теплообмінник 31.

Одні відкриті кінці труб зазначеного теплообмінника з'єднані з порожниною 32, закритою вентиляційним кожухом 19, а інші відкриті кінці цих труб з боку робочого кінця валу 4 з'єднані з навколишнім середовищем.

Отвори 33, виконані в корпусі 5 у зоні лобових частин 34 обмотки статора з боку робочого кінця валу 4, |і отвори 35, виконані в зоні вентилятора 17, з'єднують між собою повітропроводом 30 внутрішню порожнину 36 асинхронного двигуна 1 і замкнуту порожнину 16. Лопатки вентилятора внутрішнього обдуву 17 установлені напроти отворів 35.

Колектор 11 закритий від внутрішньої порожнини 36 асинхронного двигуна 1, розташованої з боку робочого кінця валу 4.

Пропонується варіант, коли в корпусі 5 виконуються отвори 37, що з'єднують колектор 11 із внутрішньою порожниною 36 асинхронного двигуна 1.

Отвори 37, і отвори, що з'єднують колектор з тією ж порожниною, відділені в зоні лобових частин 34 від отворів 33 кільцевою перегородкою 38. т

У нижній частині диску вентилятора внутрішнього обдуву 17 виконані отвори 39, а з боку додаткового щита 15 на вентиляторі додатково встановлені вентиляційні лопатки 40.

При першому запуску регульованого (працюючого в короткочасному або повторно-короткочасному режимах) м зо асинхронного двигуна 1 одночасно запускається серводвигун 18. Далі асинхронний двигун 1 працює на частотах обертання (у тому числі низьких аж до нульової) відповідно технологічному циклу. ісе)

При роботі на всіх частотах обертання (при частих включеннях і перевантаженнях) зовнішнє охолоджуюче со повітря захоплюється вентилятором зовнішнього обдуву 21, що проходить Через вентиляційну сітку 20 між лопатками 23, далі під вентиляційним кожухом 19 і по трубах розподільного трубчатого теплообмінника 31 « з5 Викидається в навколишнє середовище. «-

Друга частина зовнішнього повітря проходить Через вентиляційну сітку 20, далі Через отвори 22 у диску вентилятора 21, міжреберні канали корпуса серводвигуна 18 і під його вентиляційним кожухом 27. Далі повітря обмиває додатковий щит 15 і надходить у канали між лопатками 24 і переднім диском 25, потім по каналу між дифузором 26 і вентиляційним кожухом 19 направляється також по трубах розподільного трубчатого « теплообмінника 31. в с Цей здвоєний вентилятор зовнішнього обдуву 21 у всіх режимах роботи двигуна 1 забезпечує інтенсивне . безперервне охолодження внутрішнього обсягу повітря повітропроводу 30, додаткового щита 15, а також и?» зовнішніх поверхонь серводвигуна 18.

Вентилятор внутрішнього обдуву 17 при будь-якій частоті обертання (або зупинці) ротора З асинхронного двигуна 1, протягує внутрішнє повітря через аксіальні 9 і радіальні канали 8 у роторі 3, відбираючи від - ротора тепло. Далі внутрішнє повітря, відбираючи тепло від статора 2, проходить через радіальні канали 10 у колектор 11. З колектора 11 повітря через отвори 12 надходить у внутрішню порожнину 13, відбираючи тепло від ве лобових частин 14 обмотки статора.

Го! Через отвори 28 у щиті 7, зазначене повітря надходить у замкнуту порожнину 16 і через отвори 35 5р Вентилятором внутрішнього обдуву 17 подається у повітряпровід 30. Проходячи по повітряпроводу 30, внутрішнє

Ме, повітря обмиває зовнішні стінки труб розподільного трубчатого теплообмінника 31 і інтенсивно охолоджується. сп Охолоджене внутрішнє повітря через отвори 33 надходить у внутрішню порожнину асинхронного двигуна 1, відбирає тепло від лобових частин 34 обмотки статора. При варіанті, коли колектор 11 закритий від внутрішньої порожнини 36 асинхронного двигуна 1, розташованої з боку робочого кінця валу 4, внутрішнє повітря надходить ов в аксіальні канали 9 ротора З, замикаючи тим самим незалежний замкнутий внутрішній цикл охолодження асинхронного двигуна 1. с При варіанті, коли колектор 11 з'єднаний із внутрішньою порожниною 36 асинхронного двигуна 1, розташованої з боку робочого кінця валу 4, внутрішнє повітря додатково проходить між кільцевою перегородкою 38 і торцем магнітопроводу статора 2, обмиває лобові частини 34 обмотки статора й через отвори 37 надходить бо У колектор 11.

Збільшення потужності при частотах ї«5Огц у випадку застосування незалежної вентиляції, у регульованому асинхронному двигуні при постійному (номінальному) перевищенні температури обмотки статора в порівнянні із самовентиляцією показано в Таблиці 1. б5

Її, (Гу) Збільшення потужності:

від 32 до 4095 від 65 до 7295 від 74 до 8595

Збільшення потужності у випадку застосування незалежної вентиляції в нерегульованому асинхронному двигуні при постійному (номінальному) перевищенні температури обмотки статора в порівнянні із самовентиляцією показано в Таблиці 2.

Таблиця 2 й н

Короткочасний режим 5 2 Т раб -10,30 хв. від 14 до 3095

Повторно - короткочасний режим З З від 12 до 1895

Підвищення коефіцієнта корисної дії двигуна (за рахунок видалення вентилятора) при застосуванні 72 незалежної вентиляції становить 0,6...1,595 (більше значення на двигунах 2р-2).

Джерела інформації: 1. Інформація про нову розробку ЛК.41. 03-90, Інформелектро, 1990 2. Деклараційний патент України на корисну модель Мо13428 НО2КО/00, 2006 (прототип).

Claims (1)

1. Формула винаходу

   1. Закритий асинхронний двигун з повітряним охолодженням, що містить статор і ротор з виконаними в ньому аксіальними каналами, розміщені в корпусі із розподільним теплообмінником, закритим з торців підшипниковими щитами, закріплений на ньому вентиляційний кожух, усередині якого поміщений вентилятор зовнішнього обдуву, з установлений на валу серводвигуна, на іншому кінці вала якого закріплений вентилятор внутрішнього обдуву, установлений у замкнутій порожнині, утвореній за допомогою виступаючого за межі підшипникового щита з отворами корпуса, закритого з торця додатковим щитом, отвори, виконані в корпусі в зоні внутрішньої порожнини двигуна з боку робочого кінця вала і у зоні замкнутої порожнини, які з'єднані між собою повітропроводом, о який відрізняється тим, що розподільний теплообмінник виконаний трубчатим, а в роторі й статорі виконані Ге радіальні вентиляційні канали, що з'єднуються з колектором, розташованим у зоні повітропроводу, при цьому колектор з'єднується із внутрішньою порожниною двигуна в зоні лобових частин обмотки статора з боку со вентилятора внутрішнього обдуву, а аксіальні канали ротора закриті також з боку вентилятора внутрішнього «г обдуву. Зо 2. Асинхронний двигун за п. 1, який відрізняється тим, що колектор закритий від внутрішньої порожнини (87 двигуна, розташованої з боку робочого кінця вала.

   З. Асинхронний двигун за п. 1, який відрізняється тим, що в корпусі виконані отвори, з'єднуючі колектор із внутрішньою порожниною двигуна, розташованою з боку робочого кінця вала. «

   4. Асинхронний двигун за пп. 1 і З, який відрізняється тим, що отвори, що з'єднують повітропровід із - внутрішньою порожниною двигуна, розташованою з боку робочого кінця вала, і отвори, що з'єднують колектор з с тією же порожниною, розділені між собою в зоні лобових частин кільцевою перегородкою. "» 5. Асинхронний двигун за пп. 1, 2, З або 4, який відрізняється тим, що в нижній частині диска вентилятора " внутрішнього обдуву виконані отвори, а з боку додаткового щита на вентиляторі додатково встановлені вентиляційні лопатки. - ЧК» (ее) (о) сл 60 б5