Электрическая машина

 

Изобретение относится к электромашиностроению . Цель изобретения состоит в улучшении теплоотдачи при снижении материалоемкости . Электрическая машина содержит статор с ребрами охлаждения. Благодаря тому, что ребра выполнены перфорированными и расположены симметрично вертикальными и горизонтальными группами, между которыми расположены трубчатые ребра 5, обеспечивается достижение поставленной цели. 3 э.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (з1)5 Н 02 К 5/04, 5/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (21) 4749963/07 (22) 16.10.89 (46) 23.09.91, Бюл. М 35

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (71) Харьковский авиационный институт им. Н.Е.Жуковского (72) А.И.Яковлев (53) 621.313.713(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 603057, кл. Н 02 К 5/04, 1976, Авторское свидетельство СССР

М 826504, кл, H 02 К 5/18, 1981.

Изобретение относится к электротехнике, преимущественно к электрическим двигателям переменного тока закрытого обдуваемого исполнения малой и средней мощности, и может быть использовано на предприятиях, изготавливающих указанные электродвигатели.

Целью изобретения является улучшение теплоотдачи при снижении материалоемкости.

На фиг,1 представлен продольный разрез двигателя, на фиг.2 — разрез А — А на фиг.

1; на фиг.3 — место 1 на фиг,1, вариант 1; на фиг.4 — то же, вариант И.

Статор электрической машины включает в себя передний 1 и задний 2 подшипниковые щиты и корпус 3 с перфорированными ребрами охлаждения двух видов — прямоугольными 4 и трубчатыми 5. Ребра 4 и 5 охлаждения установлены в продольных канавках 6 отпрессованного из измельченных отходов электротехнической стали ярма 7 составного магнитопровода с обмоткой 8, установленной в пазах нашихтованной из стальных пластин эубцовой зоны 9. Ребра охлаждения 4 образованы

„SU „„1679579 А1 (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА (57) Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения состоит в улучшении теплоотдачи при снижении материалоемкости. Электрическая машина содержит статор с ребрами охлаждения.

Благодаря тому, что ребра выполнены перфорированными и расположены симметрично вертикальными и горизонтальными группами, между которыми расположены трубчатые ребра 5; обеспечивается достижение поставленной цели. 3 э,п. ф-лы, 4 ил. в процессе заливки расплавом алюминия ярма магнитопровода. При этом ребра 4 и 5 в плоскости поперечного сечения статора расположены четырьмя симметричными группами горизонтально-вертикально (для возможности изготовления из расплава алюминия в четырехразъемной форме).

Трубчатые ребра 5 установлены между группами горизонтальных и вертикальных прямоугольных ребер охлаждения. Ребра 4 и 5 в своем теле имеют на всем протяжении отверстия 10 (круглые или прямоугольные) для выхода воздуха в тангенциальном направлении (показано стрелками) из трубча тых ребер в сторону прямоугольйых ребер 4 и в щель 11 между отогнутым козырьком 12, кожухом 13, вентилятором 14 и задним подшипниковым щитом 2, Прямоугольные отверстия 10 могут быть наклонены в сторону, противоположную вентилятору 14.

Изготовление статора электрической машины осуществляется в следующей последовательности. Этим достигается уменьшение гидравлического сопротивления проточного тракта и как следствие увеличение расхода воздуха, В них зубцы 8 а соеди1679579

20

50 нены перемычками 15, ширина которых в радиальном направлении составляет 6 — 8 толщин стальной ленты. Пакет из круглых пластин с зубцами 8 а снаружи охватывает и скрепляет в монолит ярмо 7, отпрессованное из смеси железного порошка (30-40оь по отношению к массе ярма) и металлических волокон (70 — 60 jo). Чешуйки имеютследующие размеры 15х2х0,1 мм (такие чешуйки получают путем расплава в специальном устройстве отходов электротехнической стали, Технология отработана до уровня опытно-промышленной, на нее оформлена отдельная заявка). Ярмо 7 состоит из двух одинаковых половинок, на каждой иэ которых выполнен кольцевой буртик

16, выступающий за пределы осевой длины пакета пластин 8 (фиг,1). Внутренний диаметр ярма 7 равен наружномудиаметру пластин 8 с зубцами 8 а. Внутренний диаметр кольцевых буртиков 16 на 1,0-1,5 мм больше диаметра, об газованного по дну паза этих пластин, При помощи буртиков 16 пакет круглых пластин 8 с зубцами 8 а удерживается от перемещения в осевом направлении внутри ярма 7 и скреплен двумя его половинками, которые зафиксированы в сжатом состоянии скобами 17.

Последние устанавливаются в продольных канавках и углублениях на наружных поверхностях и торцах ярма 7 (фиг,1 и 2). Затем в пазы магнитопровода между зубцами 8 а укладывается обмотка 8, Процесс сборки и изготовления можно проиллюстрировать на примере модернизированного асинхронного электродвигателя переменного тока серии 4А, Технология включает изготовление из смеси ферромагнитных элементов двух половинок ярма с буртиками 16 в специальной пресс-форме, выштамповку из стальной ленты круглых пластин с зубцами 8 а и тонкими перемычками 15 между ними для пазово-зубцовой зоны, сборку пазово-зубцовой эоны с ярмом 7. При этом пластины с зубцами 8 а набирают в пакет требуемой длины на цилиндрическую оправку (условно не показано), имеющую на своей поверхности продольные выступы по числу пазов статора. Перед монтажом круглых пластин с зубцами 8а вначале на цилиндрическую оправку надевают одну половинку ярма, при этом буртики 16 удерживают пакеты пластин с зубцами 8 а в спрессованном состоянии. После этого составной магнитопровод обливают расплавом алюминия, образуют цилиндры 18, ребра 4 и 5 в канавках 6. Затем на приливах 19 устачавливают вентиляторный кожух 13.

Замена традиционных сплошных продольных ребер охлаждения перфорированными 4 и трубчатыми 5 обеспечивает принципиально иную аксиально-тангенциальную вентиляцию, что позволяет более эффективно охладить электрическую машину, обеспечить практически равномерное распределение температуры в обмотках при значительном снижении расхода дорогостоящего алюминия (до 20%) и экономики электротехнической стали (до 30 g. Кроме этого, с точки зрения аэродинамики в предлагаемой конструкции уменьшено негативное влияние от гидродинамического удара закрученного вентилятором потока воздуха о ребра на входе в межреберные каналы. Перфорированные ребра в этом случае значительно равномернее, чем в прототипе обтекаются потоком в тангенциальном направлении без существенной потери кинетической энергии с высокой степенью турбулентности. Это объясняется тем. что трубчатые ребра играют роль ресивера. где динамическое давление потока воздуха, нагнетаемого вентилятором, преобразуется в статическое, что приводит к росту КПД системы охлаждения в целом, а следовательно, к росту КПД машины.

Кроме роста КПД, к числу преимуществ

30 предлагаемой конструкции в сравнении с известной следует отнести снижение потерь электротехнической стали примерно на 307, снижение расхода алюминия примерно на 20О из-за отсутствия весьма дорогого в производстве сплошного массивного корпуса и экономии алюминия за счет перфорации ребер охлаждения; улучшение теплопередачи эа счет фактического увеличения поверхности охлаждения при равномерном обдуве ребер и отсутствия перепада температуры между корпусом и ярмом; снятие ограничения по увеличению длины двигателя (вдвое и более) и существенному росту единичной мощности при заданном габарите, что приведет к сокращению примерно на треть числа габаритов двигателей путем удлинения активных частей машин и выпуска их с различными мошностями, Формула изобретения

1. Электрическая машина, содержащая статор с магнитопроводом и обмоткой, на поверхности которого расположены продольные канавки, имеющие в сечении вид ласточкина хвоста, с размещенными в них стержнями, переходящими в ребра охлаждения и в зоне лобовых частей обмотки — в цилиндры с ребрами охлаждения и выточками на торцах под посадку подшипниковых

1679579

Фиг. 1

35 ц 16 88 щитов и вентиляторный узел, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью улучшения теплоотдачи при снижении материалоемкости, ребра охлаждения по всей длине выполнены перфорированными и расположены в плоскости поперечного сечения симметричными группами горизонтально и вертикально, а между группами горизонтальных и вертикальных ребер установлены трубчатые ребра, расположенные с зазором по отношению к заднему подшипниковому щиту, и на их боковых стенках расположены отверстия для выхода воздуха в тангенциальном направлении в стороны расположе ния соседних ребер.

2. Машина по п.t, отличающаяся

5 тем, что отверстия в ребрах имеют круглую форму.

3. Машина поп,1,отличающаяся тем, что отверстия в ребрах имеют прямоугольнуюю форму.

10 4.Машинапопп.1 иЗ,отличающая- с я тем, что прямоугольные отверстия в ре= брах наклонены в сторону, противоположную вентиляторному узлу. ф

1679579

I Рам Р)

Составитель Л. Карцева

Редактор Т, Куркова Техред М.Моргентал Корректор М. Кучерявая

Заказ 3219 Тираж 330 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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