Система вентиляции электрической машины

 

Изобретение относится к электромашиностроению и позволяет улучшить тепловое состояние активных частей статора электрической машины. Система вентиляции содержит сердечник статора 1 с обмоткой 2, радиальные вентиляционные каналы которого в тангенциальном направлении разделены на зоны 3 впуска охлаждающего газа в зазор 4 и зоны 5 выпуска газа из зазора 4. На внутренней расточке сердечника статора 1 с помощью дистанционных вставок 6 закреплена немагнитная оболочка 7. Между дистанционными вставками 6 имеются каналы 8 для перетока газа из зон 3 в зоны 5, причем каналы 8 отделены от ротора 9 оболочкой 7. 2 ил.

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к системам охлаждения электрических машин, преимущественно турбогенераторов.

Известна многоструйная система вентиляции электрической машины, в которой сердечник статора с радиальными вентиляционными каналами имеет продольное секционирование на зоны впуска охлаждающего газа в зазор и зоны выпуска газа из зазора [1] Известна также радиально-тангенциальная система вентиляции электрической машины, в которой радиальные каналы сердечника статора разделены в тангенциальном направлении на зоны впуска охлаждающего газа в зазор и зоны выпуска газа из зазора. Эта система вентиляции принята за прототип изобретения [2] Обеим системам вентиляции присущ недостаток, состоящий в том, что радиальные вентиляционные каналы сердечника статора, через которые газ выпускается из зазора, питаются газом, подогретым в зазоре механическими потерями и потерями в роторе, в результате чего повышается температура активных частей статора.

Целью изобретения является уменьшение температуры активных частей статора электрической машины.

Поставленная цель достигается за счет того, что в системе вентиляции электрической машины, содержащей сердечник статора, снабженный внутренней расточкой с установленным в ней с зазором ротором, радиальными вентиляционными каналами, разделенными на зоны подачи охлаждающего газа в зазор и зоны отвода газа из зазора, на внутренней расточке сердечника статора закреплена немагнитная оболочка с дистанционными вставками, между которыми имеются каналы для перетока охлаждающего газа из одной зоны в другую, отделенные от ротора указанной оболочкой.

Благодаря тому, что оболочка отделяет циркулирующий в сердечнике статора газ от газа, подогретого в зазоре механическими потерями и потерями в роторе, удается снизить температуру активных частей статора.

На фиг.1 показано поперечное сечение турбогенератора, при радиально-тангенциальной циркуляции газа в сердечнике статора; на фиг.2 продольное сечение турбогенератора, при многоструйной системе циркуляции газа в сердечнике статора.

Сущность изобретения поясняется на примере двух исполнений системы вентиляции электрической машины, а именно турбогенератора, отличающихся друг от друга направлением секционирования радиальных каналов сердечника статора. Согласно первому исполнению (фиг.1) система вентиляции электрической машины содержит сердечник статора 1 с обмоткой 2, радиальные вентиляционные каналы которого в тангенциальном направлении разделены на зоны 3 впуска охлаждающего газа в зазор 4 и зоны 5 выпуска газа из зазора 4. На внутренней расточке сердечника статора 1 с помощью дистанционных вставок 6 закреплена немагнитная оболочка 7. Между дистанционными вставками 6 имеются каналы 8 для перетока газа из зон 3 в зоны 5, причем каналы 6 отделены от ротора 9 оболочкой 7. В пространстве между сердечником статора 1 и корпусом 10 установлены ориентированные вдоль продольной оси машины ребра II, между которыми образованы камеры 12 для подачи холодного газа в зоны 3 и камеры 13 для выпуска горячего газа из зон 5.

Второе исполнение системы вентиляции электрической машины (фиг.2) аналогично первому исполнению и отличается от него тем, что секционирования сердечника статора 1 на зоны 3 впуска охлаждающего газа в зазор 4 и зоны 5 выпуска газа из зазора 4 выполнено в продольном направлении, соответственно чему ребра 11, с помощью которых образованы камеры 12 для подачи холодного газа в зоны 3 и камеры 13 для выпуска горячего газа из зон 5, ориентированы перпендикулярно к продольной оси машины.

Работу системы вентиляции электрической машины рассмотрим на примере первого исполнения (фиг. 1). Под напором вентилирующих элементов (не показаны) охлаждающий газ через камеры 12 попадает в зоны 3 и далее, двигаясь в тангенциальном направлении по каналам 8, перетекает в зоны 5, откуда через камеры 13 возвращается к вентилирующим элементам ( на фиг.1 движение газа обозначено стрелками). Благодаря оболочке 7 газ, циркулирующий в каналах 8, не смешивается с газом, омывающим ротор 9, и не подогревается возникающими в зазоре механическими потерями и потерями в роторе; в результате температура обмотки 2 и сердечника статора 1 снижается.

Наибольшая технико-экономическая эффективность предложенного технического решения, состоящая в увеличении предельной единичной мощности электрической машины, достигается при использовании воздушной охлаждающей среды, так как худшие по сравнению с водородом теплоотводящие свойства воздуха усложняют проблему отведения тепловых потерь от активных частей статора.

Формула изобретения

Система вентиляции электрической машины, содержащая сердечник статора, снабженный внутренней расточкой с установленным в ней с зазором ротором, радиальными вентиляционными каналами, разделенными на зоны подачи охлаждающего газа в зазор и зоны отвода газа из зазора, отличающаяся тем, что на внутренней расточке сердечника статора закреплена немагнитная оболочка с дистанционными вставками, между которыми имеются каналы для перетока охлаждающего газа из одной зоны в другую, отделенные от ротора указанной оболочкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2