Способ охлаждения закрытой электрической машины и закрытая электрическая машина

 

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения состоит в повышении эффективности охлаждения закрытой электрической машины в условиях переменных нагрузок и частот вращения вала. Способ охлаждения закрытой электрической машины состоит в заполнении каналов ротора магнитной жидкостью и перемещении ее в каналах путем воздействия на нее магнитным потоком закрытой электрической машины. При повышении температуры охлаждающей магнитной жидкости узел возбуждения дополнительного магнитного поля подключают к источнику постоянного напряжения и воздействуют на охлаждающую магнитную жидкость в напорном винтовом канале дополнительным постоянным магнитным потоком, перед данным воздействием на жидкость последнюю предварительно охлаждают в теплообменном канале вентилятора-теплообменника. При одновременном повышении температуры охлаждающей магнитной жидкости и снижении частоты вращения вала узел возбуждения дополнительного магнитного поля подключают к источнику переменного напряжения и воздействуют на предварительно охлажденную магнитную жидкость вращающимся дополнительным магнитным потоком. Частоту вращения дополнительного магнитного потока выбирают пропорциональной величине снижения частоты вращения вала, а направление его вращения принимают встречным направлению вращения вала. За счет воздействия дополнительным магнитным потоком на охлаждающую жидкость увеличивается интенсивность ее циркуляции в замкнутом контуре охлаждения закрытой электрической машины. 2 с.и. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (51)4 Н 02 К 9/19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ кости, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4317229/24-07 (22) 10.08.87 (46) 15.09.89. Нюл. N- 34 (71) Днепропетровский горный институт им. Артема (72) Ю.П.Сердюков, П.П.Ковалев, В.А.Казначеев, В.Д.Фурсов, С.Н.Кущенко и Э.В.БЬлопухов (53) 621.313.713 (088.8)

: (56) Авторское свидетельство СССР

Р 983909, кл. Н 02 К 9/19, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Ф 584395, кл. Н 02 К 9/19, 1977. (54) СПОСОГ ОХЛАЖДЕНИЯ ЗАКРЫТОЙ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЪ| И ЗАКРЫТАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ MA!IIHHA (5?) Изобретение относится к электро машиностроению, Цель изобретения состоит в повышении эффективности охлаждения электрической машины в условиях переменных нагрузок и частот вращения вала. Способ охлаждения закрытой электрической машины состоит в заполнении каналов ротора магнитной жидкостью и перемещения ее в каналах путем воздействия на нее магнитным потоком закрытой электрической машины. При повышении температуры охлаждающей магнитной жидкости

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано в закрытых электрических машинах с жидкостным охлаждением.

Цель изобретения — повышение эффективности охлаждения закрытой электрической машины в условиях переменных

ÄÄSUÄÄ 1508314

2 узел возбуждения дополнительного магнитного поля подключают к источнику постоянного напряжения и воздействуют на охлаждающую магнитную жидкость в напорном винтовом канале дополнительным постоянным магнитным потоком, перед данным воздействием на жидкость последнюю предварительно охлаждают в теплообменном канале вентиляторатеплообменника. При одновременном повышении температуры охлаждающей магнитной жидкости и снижении частоты вращения вала узел возбуждения дополнительного магнитного поля подключают к источнику переменного напряжения и воздействуют на предварительно охлаж- а денную магнитную жидкость вращающимся дополнительным магнитным потоком. Частоту вращения дополнительного магнитного потока выбирают пропорциональной величине снижения частоты вращения вала, а направление его вращения принимают встречным направлению вращения вала. За счет воздействия

М б дополнительным магнитным потоком на © охлаждающую жидкость увеличивается СиР интенсивность ее циркуляции в замкну- QO том контуре охлаждсния закрытой элек- { ф трической машины. 2с. и 1 з.п.ф-лы, laaL

1 ил. 4ь нагрузок и частоты вращения вала путем применения охлаждающей магнитной жидНа чертеже изображена закрытая электрическая машина, в которой реализован предлагаемый способ охлаждения.

3 150831

Способ охлаждения закрытой электрической машины состоит в заполнении каналов ротора закрытой электрической машины магнитной жидкостью и переме5 щение ее в каналах путем воздействия на нее магнитным потоком закрытой электрической машины. При повышении температуры охлаждающей магнитной жидкости, узел возбуждения дополнительного магнитного поля подключают к источнику постоянного напряжения и воздействуют на охлаждающую магйитную жидкость в напорном винтовом канале дополнительным постоянным магнитным потоком, перед данным воздействием на жидкость последнюю предварительно охлаждают в теплообменном канале вентилятора-теплообменника. При одновременном повышении температуры охлаждаю-0 щей магнитной жидкости и снижении час готы вращения вала узел возбуждения дополнительного магнитного поля подключают к источнику переменного напряжения и воздействуют на предвари- 25 тельно охлажденную магнитную жидкость вращающимся дополнительным магнитным потоком. Частоту вращения дополнитель" ного магнитного потока выбирают пропорциональной величине снижения час- 30 тоты вращения вала, а направление его вращения принимают встречным направлению вращения вала. За счет воздействия дополнительным магнитным потоком на охлаждающую жидкость увеличивается интенсивность ее циркуляции в замкнутом контуре охлаждения закрытой электрической машины.

Закрытая электрическая машина, в которой реализован предлагаемый спо- 40 соб охлаждения состоит из корпуса 1, снабженного ребрами 2, статора 3, ротора 4, содержащего в периферийной части скошенные в тангенциальном направлении аксиальные каналы 5, каж- 45 дый из которых связан с полостью вала радиальными каналами, вала 6 с полостью 7, в которой размещена трубчатая разделительная вставка 8, pasделяющая полость 7 на два коаксиальных канала 9 и 10 и установленная в полости 7 с помощью центрирующих шайб

11, полого вентилятора-теплообменника

12, состоящего из напорного винтового канала 13 и связанного с ним теплообменного канала 14, снабженного воздухонаправляющим оребрением 1 5.

Напорный винтовой канал 13, теплообменный канал 14, а также ак4 4 сиальные каналы 5 ротора 4 соединены с одной стороны с каналом 9, а с другой — с каналом 10 полости 7 вала 6. Сообщающиеся между собой полость 7 вала 6, .теплообменный канал

14, напорный винтовой канал 13 и каналы 5 ротора 4 образуют замкнутую систему охлаждения, заполненную охлаждающей магнитной жидкостью 16.

На корпусе,1 неподвижно размещен узел 17 возбуждения дополнительного магнитного поля, охватывающий по периметру напорный винтовой канал 13 вентилятора-теплообменника 12. Узел

17 возбуждения дополнительного поля подключен к блоку t8 управления, связанному с питающей сетью, причем его первый управляющий вход подключен к выходу первого узла 19 сравнения текущего В и заданного 6у значений температуры, охлаждающей жйдкости, а второй управляющий вход подключен к ° выходу логического элемента И 20, первый вход которого соединен с выходом первого узла 19 сравнения, а второй вход — с выходом второго узла 21 сравнения текущего со, и заданного

ы значений частоты вращения вала закрытой электрической машины.

Входы первого 19 и второго 20 узлов сравнения подключены соответственно к выходу датчика 22 температуры охлаждающей магнитной жидкости 16 и выходу датчика 23 частоты вращения вала 6. Вентилятор-теплообменник 12 снабжен воздухонаправляющим кожухом

24, установленным на валу 6 подвижно на подшипнике 25 и содержащим на внутренней поверхности воздухонаправляющие ребра 26 и ферромагнитнуюкольцевую вставку 27, размещенную в зоне узла возбуждения дополнительного магнитного поля.

Закрытая электрическая машина ра-. ботает следующим образом.

В процессе работы закрытой электрической машины ее рабочий магнитный поток воздействует на охлаждающую магнитную жидкость в скошенных в тангенциальном направлении аксиальных каналах ротора, что обеспечивает необходимую циркуляцию охлаждающей магнитной жидкости в замкнутом контуре охлаждения и теплообменник с окружаю- щей средой в теплообменном канале вентилятора-теплообменника.

При возрастании тепловых потерь температура охлаждающей магнитной

5 15083 жидкости возрастает, что приводит к ухудшению ее магнитных свойств, и, следовательно, к снижению объемных пондеромоторных сил, воздействующих на нее в аксиальных каналах ротора.

Интенсивность циркуляции охлаждающей магнитной жидкости в замкнутом контуре охлаждения снижается, теплообмен

t с окружающей средой ухудшается и температура закрытой электрической машины, а следовательно, и охлаждающей магнитной жидкости повышается.

При перегреве охлаждающей магнитной жидкости выше заданного уровня на вы- 15 ходе первого узла сравнения возникает сигнал, который поступает на первый управляющий вход блока управления; который обеспечивает подключение узла возбуждения дополнительного маг- 20 нитного поля к источнику постоянного напряжения, размещенному в блоке управления.

Дополнительным постоянным магнитным полем воздействуют на охлаждаю- 25 щую магнитную жидкость в напорном винтовом канале, при этом ее предва. рительно охлаждают в теплообменном канале вентилятора-теплообменника, что восстанавливает ее магнитные 30 свойства. В результате указанного воздействия дополнительным постоянным магнитным полем на охлаждающую маг. нитную жидкость интенсивность ее циркуляции в замкнутом контуре охлаждения увеличивается, что обеспечивает .снижение температуры закрытой электрической машины и при достижении температурой охлаждающей магнитной жидкости заданного значения укаэанное 40 воздействие прекращают.

При сочетании;значительных тепловых потерь в закрытой электрической машины и низкой частоты вращения ее вала на выходах обоих узлов сравнения появляются сигналы, которые поступают на оба входа логического элемента и на его выходе появляется управляющий сигнал, который поступает в блок управления. В этом случае узел дополнительного магнитного поля подключает к источнику переменного тока, расположенному в блоке управления, причем выходные параметры упомянутого источника обеспечивают возбуждение узлом дополнительного вращающегося магнитного потока заданной напряженности с частотой вращения, пропорциональной величине отклонения текущего значения частоты вращения вала от заданного значения, в направлении

< встречном направлению вращения вала.

Указанным вращающимся дополнительным магнитным полем воздействуют на охлаждающую магнитную жидкость в напорном винтовом канале, предварительно охлажденную в теплообменном канале, что обеспечивает необходимое увеличение интенсивности циркуляции охлаждающей жидкости. Вращающимся дополнительным магнитным полем воздействуют также на ферромагнитную кольцевую вставку воздухонаправляющего кожуха, что приводит последний во вращательное движение в направлении, встречном направлению вращения вала и тем самым увеличивает подачу охлаждающего воздуха воздухонаправляющими ребрами к теплообменной поверхности канала вентилятора-теплообменника.

Совокупность указанных признаков обеспечивает необходимую интенсивность теплообмена закрытой электрической машины с окружающей средой.в условиях резкопеременных нагрузок и широком диапазоне частоты вращения вала.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Способ охлажденин закрытой электрической машины с каналами в роторе, заключающийся в заполнении каналов ротора охлаждающей жидкостью и в перемещении охлаждающей жидкости посредством воздействия на нее магнитным потоком закрытой электрической машины для обеспечения циркуляции в замкнутом контуре охлаждения, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения закрытой электрической машины в условиях переменных нагрузок и частоты вращения вала путем применения охлаждающей магнитной жидкости, перед воздействием на нее магнитным потоком охлаждающую жидкость охлаждают в теп лообменном .канале вентилятора-теплообменника и при повышении ее температуры к источнику постоянного напряжения подключают узел возбуждения дополнительного магнитного поля и воздействуют на охлаждающую жидкость в напорном винтовом канале вентиляторатеплообменника постоянным дополнительным магнитным потоком, а при одновремен1508314

Составитель Г.Чебыкин

Техред И.Ходанич Корректор В.Гирняк

Редактор Л.Ревин

Заказ 5548/55 Тираж 647 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoä, ул. Гагарина, 101 ном повышении температуры охлаждающей жидкости и снижении частоты вращения вала узел возбуждения дополнительного магнитного поля подключают

5 к источнику переменного напряжения и воздействуют на охлаждающую жидкость вращающимся дополнительным магнитным потоком, при этом частоту вращения дополнительного магнитного потока вы- 1р бирают пропорциональной величине снижения частоты вращения вала, а направление его вращения — встречным направлению вращения вала.

2. Закрытая электрическая машина, . содержащая корпус, статор, ротор с радиальными и скошенными в тангенциальном направлении каналами, полый вал, разделенный трубчатой вставкой 2О на два коаксиальных канала, заполненных охлаждающей жидкостью, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения в условиях переменных нагрузок и частоты вращения вала путем применения охлаждающей магнитной жидкости, иа внешней стороне корпуса установлен неподвижно узел возбуждения дополнительного магнитного поля, а на валу вентилятор-теплообменник с кожухом, по меньшей мере часть полости вентилятора-теплообменника имеет форму винтового канала, расположенного внутри узла возбуждения дополнительного магнитного поля.

3. Машина по п,2, о .т л и ч а ю— щ а я с я тем, что кожух вентилятора-теллообменника установлен на валу с возможностью вращения, на его внутренней поверхности установлены воздухонаправляющие ребра и кольцевая Ферромагнитная вставка, размещенная в зоне узла возбуждения дополнительного магнитного поля.