Торцовая электрическая машина закрытого исполнения с наружным обдувом

Изобретение относится к электротехнике, а именно к закрытым электрическим машинам торцового исполнения с одним статором и одним ротором. Торцовая электрическая машина закрытого исполнения с наружным обдувом включает в себя корпус, состоящий из двух щитов, тороидальные сердечники статора и ротора с обмотками, вал, подшипниковые узлы и вентилятор. Машина содержит оребренные снаружи щиты, на внешней поверхности щита, противоположного выступающему концу вала, установлен кронштейн, на котором закреплен электродвигатель с вентилятором, который помещен в камеру, ограниченную со стороны электродвигателя защитной вентиляционной пластиной с отверстиями для прохождения наружного охлаждающего воздуха, внешней частью щита и охватывающими вентилятор с некоторым зазором ребрами щита, а для организации направления движения наружного охлаждающего воздуха на щиты машины на стойках установлен цилиндрический воздухонаправляющий аппарат, охватывающий щиты. Техническим результатом является улучшение условий охлаждения тепловыделяющих элементов, а также повышение эксплуатационной надежности. 1 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к закрытым электрическим машинам торцового исполнения с одним статором и одним ротором, в которых для создания направленного движения охлаждающего воздуха вдоль внешней поверхности машины используется пристроенный вентилятор, устанавливаемый непосредственно на машине и приводимый в движение электродвигателем.

Известна конструкция торцовой электрической машины с самовентиляционной системой охлаждения [1]. Ее недостатком является вероятность проникновения внутрь оболочки пыли, а также различных мелких твердых тел. Кроме того, она не защищена от попадания мелких капель воды, падающих вертикально или под углом на оболочку.

Этими недостатками обладают торцовые машины согласно [2, 3].

Известна конструкция бесконтактной однопакетной электрической машины (генератора) [4] закрытого исполнения. К ее недостаткам можно отнести недостаточную эффективность вентиляции обмоток статора и ротора, помещенных в закрытую оболочку электрической машины.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению является конструкция торцовой электрической машины, приведенной в [5]. Она содержит корпус в форме закрытой оболочки, в котором размещены тороидальные сердечники статора и ротора с обмотками, вал, подшипниковые опоры, наружный вентилятор.

Недостатком прототипа является то, что охлаждающий воздух под действием вентилятора обдувает только одну половину машины, а именно сторону, противоположную выходному концу вала. Другая сторона машины со стороны вала не обдувается, что приводит к снижению нагрузочных свойств устройства. Данная конструкция не решает задачи охлаждения машины в случае ее исполнения тихоходной либо с регулируемым числом оборотов.

Заявляемое изобретение решает задачу повышения эффективности вентиляции закрытой торцовой электрической машины и тем самым ее нагрузочной способности, а также повышения ее эксплуатационной надежности.

Это достигается тем, что торцовая электрическая машина закрытого исполнения с наружным обдувом, включающая в себя корпус, состоящий из двух щитов, тороидальные сердечники статора и ротора с обмотками, вал, подшипниковые узлы, вентилятор, в отличие от прототипа содержит оребренные снаружи щиты, на внешней поверхности щита, противоположного выступающему концу вала, установлен кронштейн, на котором закреплен электродвигатель с вентилятором, который помещен в камеру, ограниченную со стороны электродвигателя защитной вентиляционной пластиной с отверстиями для прохождения наружного охлаждающего воздуха, внешней частью щита и охватывающими вентилятор с некоторым зазором ребрами щита, а для организации направления движения наружного охлаждающего воздуха на щиты машины на стойках установлен цилиндрический воздухонаправляющий аппарат, охватывающий щиты.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показан поперечный разрез торцовой электрической машины закрытого исполнения с наружным обдувом.

Корпус машины состоит из двух щитов 1 и 9, которые образуют закрытую оболочку. С внешней стороны щит 1 имеет ребра 14, а щит 9 - ребра 16.

На внутренней стороне щита 1 тороидальный сердечник статора 2 c m-фазной обмоткой возбуждения 3. Тороидальный сердечник ротора 5 укреплен на диске 4 и несет обмотку 19. Для перемешивания воздуха внутри машины на сердечнике ротора установлены лопатки 17 и 18, составляющие одно целое с обмоткой 19.

На валу ротора 6 установлены два подшипника 7 и 8, которые, в свою очередь, базируются в щитах 1 и 9.

На щите 1 установлен, например приварен, кронштейн 10. На нем неподвижно посажен электродвигатель 11 с вентилятором 12. Вентилятор 12 размещен в камере. Камера ограничена со стороны электродвигателя 11 защитной вентиляционной пластиной 13 с отверстиями для прохождения наружного охлаждающего воздуха, с противоположной стороны - внешней частью щита 1. Сверху и снизу камера замыкается ребрами 14 щита 1, которые охватывают вентилятор с некоторым зазором.

Штампованный воздухонаправляющий аппарат 15, имеющий цилиндрическую форму, охватывает щиты 1 и 9 и крепится на стойках 21 и 22. Воздухонаправляющий аппарат служит для обеспечения направленного движения охлаждающего воздуха.

Кольцевой выступ 20 служит для фиксированного присоединения к исполнительному механизму.

Устройство работает следующим образом.

При подаче на обмотку возбуждения 3 электрической машины напряжения ее ротор приходит во вращение. Одновременно с подачей напряжения на обмотку возбуждения 3 подается напряжение на электродвигатель 11, который также приходит во вращение и приводит в движение вентилятор 12. Вентилятор 12 создает направленное движение охлаждающего воздуха вдоль ребер 14 щита 1, затем охлаждающий воздух проходит через канал под воздухонаправляющим аппаратом 15 и далее направляется воздухонаправляющим аппаратом 15 вдоль наружных ребер 16 щита 9, после чего выбрасывается наружу.

Эффективность системы охлаждения торцовой электрической машины закрытого исполнения с наружным обдувом достигается за счет открытости корпуса машины со стороны боковых щитов, а также создания направленного движения наружного охлаждающего воздуха, создаваемого вентилятором 12 не только вдоль наружных ребер 14 щита 1 по каналу под воздухонаправляющим аппаратом 15, но и вдоль наружных ребер 16 щита 9.

Создание необходимого аэродинамического напора на выходе из вентиляционного тракта и увеличение производительности вентиляционной системы обеспечивается за счет кратчайшего расстояния от вентилятора до ребер щита, и уменьшение - вследствие этого аэродинамического сопротивления.

Заявляемое изобретение решает задачу охлаждения машины в случае ее исполнения тихоходной либо с регулируемым числом оборотов, так как частота вращения наружного вентилятора не зависит от числа оборотов вала двигателя.

Данное изобретение может быть выполнено как в виде синхронной, так и асинхронной машины. Оно имеет более высокую нагрузочную способность и эксплуатационную надежность вследствие эффективности системы охлаждения. Машина достаточно проста в обслуживании и технологична в изготовлении.

Источники информации

1. Патент RU №2128391 6 Н02К 9/06, 9/04, 17/04. Самовентиляционная система охлаждения торцовой электрической машины. / Загрядцкий В.И., Кобяков Е.Т., 1999. Бюл. №9.

2. Патент RU №2233529 С2, Н02К 5/173, 5/16, 17/16 / Загрядцкий В.И, Качесова Е.Я., 2004. Бюл. №21.

3. Патент RU №2279293 С1, Н02К 17-16 / Загрядцкий В.И., Савескул А.И, 2005. Бюл. №9.

4. Паластин Л.М. Синхронные машины автономных источников питания. - М.: Энергия, 1980. - 384 с.

5. А.С. SU №1043794 А. Способ изготовления витого магнитопровода электрической машины. / Игнатов В.А., Ставинский А.А., 1983. Бюл. №35.

Торцовая электрическая машина закрытого исполнения с наружным обдувом, включающая в себя корпус, состоящий из двух щитов, тороидальные сердечники статора и ротора с обмотками, вал, подшипниковые узлы, вентилятор, отличающаяся тем, что машина содержит оребренные снаружи щиты, на внешней поверхности щита, противоположного выступающему концу вала, установлен кронштейн, на котором закреплен электродвигатель с вентилятором, который помещен в камеру, ограниченную со стороны электродвигателя защитной вентиляционной пластиной с отверстиями для прохождения наружного охлаждающего воздуха, внешней частью щита и охватывающими вентилятор с некоторым зазором ребрами щита, а для организации направления движения наружного охлаждающего воздуха на щиты машины на стойках установлен цилиндрический воздухонаправляющий аппарат, охватывающий щиты.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники, а именно - к электрическим машинам, и касается особенностей конструктивного выполнения индукторных генераторов. .

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к устройствам для регулирования мотор-вентиляторов в системе принудительного воздушного охлаждения тяговых электродвигателей электровоза.

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к системам газового охлаждения электрической машины, преимущественно турбогенератора, с замкнутым циклом вентиляции.

Изобретение относится к области электромашиностроения и предназначено для использования в крупных электрических машинах, например в турбогенераторах с газовой системой охлаждения.

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к системам газового охлаждения электрической машины, преимущественно турбогенератора. .

Изобретение относится к области совершенствования систем регулирования температуры обмоток тяговых электрических машин, например тяговых электрических машин тягового подвижного состава.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано при производстве электрических машин. .

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения. .

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано в приводах станочного, строительного, подъемно-транспортного, бытового и сельскохозяйственного оборудования на базе двигателей с высотами оси вращения 71112 мм и мощностью до 10 кВт.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам охлаждения электрических машин

Изобретение относится к области электротехники, а именно - к электрическим машинам с газовым охлаждением, например турбогенераторам

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано для регулирования температуры теплоносителей (высоконагретой детали, воды, масла, наддувочного воздуха и др.) и в системах охлаждения силовых энергетических установок, обмоток тяговых электрических машин, тяговых трансформаторов, элементов тяговых полупроводниковых преобразователей

Изобретение относится к области электротехники и касается вентиляции лобовых частей обмотки ротора крупной электрической машины, в частности турбогенератора с воздушным охлаждением

Генератор // 2488210
Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей конструктивного выполнения электрических машин, в частности синхронных генераторов индукторного типа, применяемых, например, в автотракторном электрооборудовании

Изобретение относится к областям электротехники и электромашиностроения и касается системы охлаждения крупных электрических машин, преимущественно турбогенераторов с воздушным охлаждением. В предлагаемой электрической машине в воздушном зазоре (3) на границе чередующихся в аксиальном направлении кольцевых вентиляционных зон повышенного и пониженного давления установленные кольцевые разделительные элементы (4). Согласно данному изобретению, во внутренней полости (5), по меньшей мере, одного из указанных разделительных элементов (4) размещена, по меньшей мере, одна кольцевая вставка, установленная с возможностью выступания в воздушный зазор (3) при вращении ротора. При не вращающемся (n=0) роторе (2) радиальный зазор δ1 между упругими выступающими элементами (4) и расточкой статора (1) позволяет завести ротор (2) в статор (1) без повреждения элементов конструкции. На работающей машине под действием центробежных сил зазор между упругими выступающими элементами (4) и расточкой статора (1) уменьшается до величины δ2. Зазор δ2 подбирается настолько малым, чтобы между зонами повышенного и пониженного давления обеспечивался перепад давления, необходимый для эффективной вентиляции ротора (2). Технический результат, достигаемый при использовании данного изобретения, состоит в повышении эффективности вентиляции ротора электрической машины при одновременном обеспечении заводки ротора в расточку статора без повреждения элементов конструкции электрической машины в процессе ее сборки. 5 ил.

Изобретение относится к области электротехники и касается электрических машин, в частности - синхронных генераторов индукторного типа, применяемых, например, в автотракторном электрооборудовании. Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, состоящего в улучшении эксплуатационных характеристик за счет снижения потребляемой мощности, расходуемой на вентиляцию и улучшение теплофизических характеристик. Указанный технический результат достигается тем, что в синхронном генераторе, содержащем статор, переднюю и заднюю крышки, ротор с клювообразными полюсными наконечниками и катушкой возбуждения, согласно данному изобретению ротор дополнительно снабжен звездочкообразной немагнитной перемычкой с центральным отверстием, причем последняя установлена на середине катушки в плоскости ее вращения, а зубцы перемычки расположены между клювообразными наконечниками. Использование данной конструкции позволяет эффективным образом использовать вентиляционное действие полюсных наконечников, при этом каждый из комплектов наконечников охлаждает соответствующую лобовую часть статора. При этом, в случае применения отдельных вентиляторов, может быть исключено или, во всяком случае, уменьшено число лопаток их лопаток и уменьшена ширина лопаток. Данные эффекты достигаются применением простой в технологическом отношении детали звездочкообразной немагнитной перемычки, которая может быть изготовлена, например, путем литья из пластмассы. 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники и транспорта и касается, в частности, комбинированных энергетических установок гибридных транспортных средств, оборудованных стартер-генераторами. Предлагаемая стартер-генераторная установка автотранспортного средства содержит обратимую электрическую машину, содержащую статор (1), соединенный с корпусом (2) двигателя внутреннего сгорания, ротор (3), соединенный резьбовыми крепежными элементами с валом (4) двигателя, кожух (5), прикрепленный к корпусу (2) двигателя. Статор подключен электрической цепью к аккумуляторной батарее. Ротор выполнен в виде тороидальной чаши, имеющей на периферии окна (6), разделенные перегородками, образованными длинными криволинейными лопастями (7), (8), расположенными на вогнутой поверхности чаши, обращенной в сторону статора (1). Часть перегородок между окнами в чаше образована длинными лопастями (7), а другая такая же часть перегородок - короткими лопастями (8), размещенными между длинными лопастями (7). К чаше прикреплен обруч (9), окружающий статор (1). В обруч (9) напротив статора вставлено упругое цилиндрическое кольцо (10) из магнитопласта. В кожухе (5) вдоль оси электрической машины выполнены два ряда вентиляционных отверстий (11) и (12), разделенных коническим гребнем (13), выполненным на внутренней поверхности кожуха напротив ротора и выступающим в сторону указанного обруча (9). Технический результат - обеспечение эффективного охлаждения стартер-генераторной установки для соблюдения оптимального теплового режима ее работы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и касается особенностей конструктивного выполнения их системы охлаждения. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в повышении эффективности охлаждения электрических машин. Для достижения указанного выше технического результата предлагаемая электрическая машина, включающая статор (1), ротор (2), имеющий вал (3), который снабжен радиальными и осевыми каналами (10, 11) охлаждения и действует подобно роторному вентилятору, а также осевой вентилятор (12), расположенный коаксиально с валом (3) и подающий охлаждающее средство в осевые каналы (11) охлаждения. Осевой вентилятор (12) выполнен в виде двойного осевого вентилятора и снабжен первым венцом (14) лопаток, который заключен внутри воронкообразной трубы (15) и соединен с ней без возможности вращения. Меньшее отверстие воронкообразной трубы (15) находится в непосредственной связи с осевыми каналами (11) охлаждения ротора (2). Кроме того, осевой вентилятор (12) снабжен вторым венцом (19) лопаток, который неподвижно установлен на наружном периметре трубы (15) и служит для нагнетания охлаждающего средства (1). Таким образом обеспечивается эффективное охлаждение как статора, так и ротора потоком охлаждающего средства. 10 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в ветроэнергетической установке. Технический результат изобретения заключается в получении более эффективного охлаждения кольцевого генератора. Кольцевой генератор ветровой энергетической установки включает в себя статор, периферическое кольцо статора для размещения обмоток статора, вращающуюся часть, установленную с возможностью вращения относительно статора, и соединенную с кольцом статора крышку статора. Крышка обеспечивает создание камеры нагнетания с повышенным или пониженным давлением, служащей для обеспечения воздушного потока через и/или по статору и/или вращающейся части для охлаждения кольцевого генератора. При этом в крышке статора имеется, по меньшей мере, одно укомплектованное воздуходувкой отверстие воздуходувки. Воздуходувка установлена с возможностью перемещения посредством движущего механизма, чтобы временно открывать отверстие воздуходувки для целей технического обслуживания и/или для прохода человека. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 22 ил.
Наверх