Асинхронный электродвигатель

 

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения состоит в повышении эффективности охлаждения. Асинхронный электродвигатель содержит тороидальный статор 1 с обмоткой 2, закрепленный на валу 5 при помощи фланца 3, ведущее звено 14 механической передачи и вращающийся подшипниковый щит с лопатками вентилятора. Благодаря тому, что под ведущим звеном механической передачи на щите расположена теплообменная камера с лабиринтом 21 и осевым вентилятором 15, обеспечивается достижение поставленной цели. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) 00 (эй)э Н 02 К 9/04, 17/00

ГОСУДАР CTBEI+IHA КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4680143/07 (22) 18;04.89 (46) 30.07,91. 6юл. hk 28

{71) Производственное объединение "Ярославский электромвшиностроительный завод" (72) M,Ô.Óòêèí, Л.Q.Макаров и T.À.Àõóíîâ (53) 621.313,71Я088.8) (56) Заявка Японии

N 61-43938, кл. Н 02 К.9/02, 1986.

Авторское свидетельство СССР

М 1557638, кл, Н 02 К 17/00, 1988, (54) АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения. состоит в повышении эффективности охлаждения.

Асинхронный электродвигатель содержит тороидальный статор 1 с обмоткой 2, закрепленный на валу 5 при помощи фланца

3, ведущее звено 14 механической передачи и вращающийся подшипниковый щит с лопатками вентилятора. Благодаря тому, что под ведущим звеном механической передачи на щите расположена теплообменная камера с лабиринтом 21 и осевым вентилятором 15, обеспечивается достижение поставленной цели. 4 э.п. ф-лы, 5 ил.

1667200

Изобретение относится к электротехнике, в частности к технике охлаждения электродвигателей с внешним ротором.

Цель изобретения — повышение эффек( тивности охлаждения, На фиг.1 показан асинхронный электродвигатель; на фиг,2 — то же, с расположени ем по разные стороны теплообменной камеры и фланца; на фиг.3 и 4 — то же, с, разным расположением кольцевого экрана, под лобовой частью и закреплением цилин., дрической перегородкой на роторе; на фиг.5— ,то же, с вентиляционными лопатками на внешней поверхности камеры.

Электродвигатель содержит сердечник статора 1 с кольцевой обмоткой 2, закрепленный через фланец 3 с окнами 4 на валу

5, ротор с внешним центробежным вентилятором 6, состоящий из связанных между собой торцовой стенкой 7 внешнего 8 и внутреннего 9 пакетов с короткоэамкнутыми обмотками, щит 10 с внешним 11 и внутренним 12 центробежными вентиляторами,, охладительную камеру с внешним радиатором 13, расположенную в ведущем звене механической передачи 14, сблокирован ном с двигателем, осевой вентилятор 15 в охладительной камере, подшипники 16 и 17, на которых вращается на валу ротор со щитом и ведущим звеном. Вал двигателя своими концами 18 и 19 неподвижно закреплен в механизме. Выводные концы.20 статора !, выведены через вал, Фланец 3 имеет кольцевую перегородку

21, делящую охладительную камеру с образованием внутреннего 22 и внешнего 23 кольцевых зазоров. Во внешнем кольцевом зазоре на внутренней поверхности ведуще, го звена установлен осевой вентилятор 15.

Внутренний кольцевой зазор 22 может быть ! выполнен в виде отдельных аксиальных каналов, являющихся продолжениями окон 4 во фланце 3, Ротор s торцовой стенке имеет окна 24, сообщающиеся с внешним кольцевым зазором 25 охладительной камеры, образованным являющейся частью ротора цилиндрической перегородкой 26, на которой во внутреннем кольцевом зазоре 27 закреплен осевой вентилятор 15, Внешний кольцевой зазор 25 может быть выполнен в виде отдельных аксиальных каналов, являющихся продолжениями окон 24, Кольцевой экран 28 обеспечивает определенность направления воздушных потоков внутри двигателя, изображенного на фиг.2, Ведущий элемент механической передачи 14 может быть отделен от охладительной камеры кольцевым зазором 29. На внешней поверхности камеры могут быть закреплены лопасти 30, расположенного в зазоре 29 осевого вентилятора.

5 Такая конструкция реализуема при габаритных размерах элементов конструкции, позволяющих разместить их друг в друге с образованием зазора 29, Двигатель работает следующим обра10 зом.

В середине статора 1 создается вращающееся магнитное поле, взаимодействующее с короткоэамкнутыми обмотками внешнего 8 и внутреннего 9 пакетов ротора.

15 Возникающий электромагнитный момент вращает установленный на подшипниках ротор со связанным с ним ведущим звеном механической передачи, Ведущим звеном механической переда20 чи может являться шкив ременной передачи, шестерня зубчатой передачи, звездочка цепной передачи и т,п. (в данном случае шкив клиноременной передачи).

Охлаждение двигателя, изображенного

25 на фиг.1. осуществляется следующим обра- зом.

Внешний воздушный поток 31, создаваемый вентилятором 6. охлаждает внешнюю поверхность стенки 7 ротора. Внешний воз30 душный поток 32, создаваемый вентилятором 1.1, обтекает охладительную камеру с радиатором 13 и щит 10, охлаждая их внешwe поверхности. Осевой вентилятор 15 создает внутренний воздушный поток 33, 35 проходящий по кольцевому каналу 23 и контактирующий с внутренними поверхностями охладительной камеры и далее прогоняемый центробежным вентилятором

12 по вутренней поверхности щита 10. По40 ток 33 отдает тепло внутреннего теплоносителя-воздуха на эти поверхности.

Вентилятор 15 работает в режиме всасывания нагретого воздуха от очагов нагревания, которыми являются пакеты ротора и в боль45 шей степени сердечник статора, От вентилятора 12 поток охлажденного воздуха направляется к нагретым зонам и разделяется на два: первый поток 34 обтекает фланец 3 и, отбирая тепло от лобовой

50 части сердечника статора, проходит от периферии к окнам 4 фланца, второй поток 35 проходит по воздушному зазору между сердечником статора и внешним ротором и аксиальным каналом периферии сердечника, 55 отбирая тепло, и выходит на внутреннюю

R0BGpxHocTb стенки 7, отдавая ей тепло и одновременно охлаждая вторую лобовую часть сердечника статора, и уходит через воздушный зазор 36 между сердечником статора и внутренним ротором и аксиаль1667200

10 сердечника и охлаждающий их. Поток 42 35

Из зоны 43 воздух всасывается через 40

4 фланца 3, откуда и производится забор 50 воздуха вентилятором 12.

Направление потока 47 воздуха к охладительной камере или потока 48 к вентилятору 12 в зазоре 49 между сердечником

55 ные каналы на внутренней поверхности сердечника к окнам 4 фланца. Оба потока встречаются у окон 4 фланца и всасываются в них, образуя поток 37 во внутреннем кольцевом зазоре охладительной камеры, который, попадая в расширяющуюся зону 38, проходит первую ступень охлаждения за счет аадения давления далее, отдавая тепло внутренним поверхностям охладительной камеры, вторую ступень охлаждения, в зоне на выходе иэ канала 23 на счет разрежения третью ступень охлаждения, на поверхностях вентилятора 12 и внутренней поверхности щита 10 четвертую ступень охлаждения и в зоне стенки 7 пятую.

Охлаждение двигателя, изображенного на фиг.2, происходит аналогично описанному, но с некоторыми особенностями.

Внешний воздушный поток 39. создаваемый вентилятором 6, обтекает охладительную камеру с радиатором 13 и внешнюю поверхность торцовой стенки 7. охлаждая их. Внешний поток 40 воздуха, создаваемый вентилятором 11, охлаждает внешнюю поверхность щита. Внутренние потоки воздуха создаются центробежным вентилятором 12 и осевым вентилятором 15.

Воздух в зоне охлаждения вентилятора

12 движется по внутренней поверхности щита и разделяется на поток 41, охлаждающий лобовую часть сердечника статора, и поток 42, проходящий через воздушный зазор между сердечником статора и внешним ротором и аксиальные каналы в периферии воздуха выходит в зону 43 охлаждения к торцовой стенке 7, отдавая ей тепло и охлаждая вторую лобовую часть сердечника статора. каналы 24 в кольцевой зазор 25 охладительной камеры, образуя поток 44. Поток 44 характеризуется активной теплоотдачей на внутренние поверхности охладительной камеры, охлаждаемой внешним потоком 39, и снижением температуры за счет разрежения, создаваемого осевым вентилятором 15, который образует поток 45, проходящий через зазор 46 между ротором и валом к окнам статора и внутренним ротором и аксиальных каналах на внутренней поверхности сердечника статора определяется температурными градиентами внутренних зон двигателя и соответственно принятыми производительностями и напорами вентиляторов 12 и, в первую очередь, 15. Как следствие, поток 41 воздуха может эасасыааться в зазор 49 или попадать к окнам 4 фланца 3. Дополнительно с варьированием

5 параметров вентиляторов 12 и 15 направление потока 41 может быть определено установкой изображенного на фиг.3 и 4 кольцевого экрана 28, который в положении, показанном на фиг.3, направляет поток

41 в зазор 49 и далее в охладительную камеру, а а положении, показанном на фиг.4, обеспечивает проход потока 41 через окна

4 фланца к вентилятору 12.

На фиг.5 показан двигатель, в котором

5 активизируется внешний обдув охладительной камеры лопастями 30 вентилятора. Осевой вентилятор, лопасти которого являются и радиатором, осуществляет прокачку воздуха по внешней поверхности 50 охлади0 тельной камеры и направляет его через зазор 21 на центробежный вентилятор 11.

Предлагаемый электродвигатель, снабженный охладителем с цилиндрической перегородкой и системой вентиляторов, по

5 сравнению с известным повышает эффек- ° тивность охлаждения и, как следствие, позволяет снизить перегревы обмотки статора, что, в свою очередь, обеспечивает воэможность уменьшения габаритов двига0 теля или повышения его номинальной мощности с улучшением массогабаритных показателей.

Формула изобретения

1. Асинхронный электродвигатель, содержащий тороидальный сердечник статора с кольцевой обмоткой, закрепленный на валу посредством фланца, внутренний и внешний сердечники ротора с короткозамкнутыми обмотками, скрепленные между собой торцовой стенкой, ведущее звено механической передачи и вращающийся подшипниковый щит на внутренней поверхности которого расположены лопатки вентилятора, отличающийся тем, что, с

5. целью повышения эффективности охлаждения, на щите электродвигателя под ведущим авеном механической передачи расположена теплообменная камера с размещенными а ней образующей лабиринт и закрепленной на фланце цилиндрической перегородкой и осевым вентилятором, а фланец выполнен с отверстиями, через которые полость вентилятора сообщается с полостью активных частей.

2. Электродвигатель по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что на внешней поверхности теплообменной камеры установлены вентиляционные лопатки.

3. Электродвигатель по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что в зоне крепления

1667200 статора под его лобовой частью установлен кольцевой экран с образованием эжектора в зоне разрежения у отверстий во фланце.

4, Электродвигатель по пп, 1-3, а т л ич а ю шийся тем, что теплообменная камера и фланец с отверстиями расположены по разные стороны от активных частей.

5. Электродвигатель по нп. 1-4, о т л ич а ю шийся тем, что цилиндрическая

5 перегородка выполнена вращающейся.

1667200

Составитель Н.Мотин

Техред М.Моргентал Корректор Н.Король

Редактор А.Огар

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2531 Тираж 338 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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