Електрична машина

Електрична машина, що містить статор і ротор, закріплений на валу з внутрішньою осьовою порожниною, а також робоче колесо вентилятора системи охолодження, яка відрізняється тим, що робоче колесо вентилятора установлено на ВИХІДНІЙ частині електродвигуна, розташованого у внутрішній порожнині вала ротора, зв'язаній з вентиляційними каналами системи охолодження Винахід відноситься до галузі електромашинобудування, може бути використаний при виготовленні електричних машин середньої та великої потужності і вирішує задачу енергоресурсозбереження при виробництві та експлуатації електричних машин У традиційних будовах електромашин зачиненого та захищеного виконання зниження їх матеріалоємкості здійснюється шляхом вентиляції ВІДПОВІДНО ЗОВНІШНІМ обдувом корпуса статора і продувом активної частини вентилятором, розташованим на валу або торцевих ділянках ротора (Домбровский В В , Зайчик В М Асинхронные машины Теория, расчет, элементы проектирования — Л Энергоатомиздат Ленингр отд-ние, 1990, стр 12 - 14) При цьому елементи вентиляції невід'ємно пов'язані з ротором і, незалежно від режиму роботи та теплового стану машин, обумовлюють значний внесок в механічні втрати Крім того, конструктивна прив'язка до ротора і частоти його обертання приводить до відношень діаметра та колової швидкості вентилятора далеких від оптимальних, а теплопередача усередині зачинених машин, особисто з ротора, дуже погана Тому в електромашинах традиційної будови ВІДОМІ технічні рішення вентиляції обумовлюють 60 80% підвищення втрат холостого руху, а також значне погіршення віброакустичних характеристик та масогабаритних показників валу з внутрішньою осьовою порожниною, а також робоче колесо вентилятора системи охолодження Внутрішня порожнина зв'язана з термосифоном на КІНЦІ вала з тепловим конденсатором у вигляді вентилятора з лопатками робочого колеса зовнішнього обдува корпуса статора Вказана будова машини підвищує ефективність охолодження і сприяє поліпшенню її надійності Однак термосифон на кінцевій частині вала збільшує осьовий розмір, а постійно працюючий при обертанні ротора вентилятор є джерелом підвищених механічних втрат та акустичного шуму машини В основу винаходу поставлено задачу удосконалення електричної машини з вентилятором охолодження, у якої нова сукупність конструктивних ознак забезпечує підвищення коефіцієнта корисної дії (ККД) та зниження габаритних розмірів Поставлена задача вирішується тим, що у електричної машини, яка містить у собі статор і ротор, закріплений на валу з внутрішньою осьовою порожниною, а також робоче колесо вентилятора системи охолодження, згідно з винаходом робоче колесо вентилятора установлено на ВИХІДНІЙ частині електродвигуна, розташованого у внутрішній порожнині вала ротора, зв'язаній з вентиляційними каналами системи охолодження Сукупність вказаних ознак, тобто установки робочого колеса вентилятора на ВИХІДНІЙ частині електродвигуна та розташування цього двигуна у внутрішній порожнині вала ротора, зв'язаній з вентиляційними каналами системи охолодження, забезпечує енергоресурсозбереження при виробництві та експлуатації електромашини Як відомо, режими повного використання номінальної потужності електромашин далеко не Також відомо про електричні машини, вали яких виконані пустотілими з термосифоном у кінцевій частині, зв'язаним з конденсатором Відома з авторського свідоцтва СРСР № 499631, електрична машина зачиненого виконання прийнята за прототип і містить статор і ротор, закріплений на 1 О ю о> ю 59507 відповідають умові 100% напрацювання ресурса Тому завдяки установці робочого колеса вентилятора на ВИХІДНІЙ частині електродвигуна забезпечується незалежна примусова автоматична вентиляція машини тільки на режимах підвищеного нагріву Розташування електродвигуна у внутрішній порожнині вала ротора, зв'язаній з вентиляційними каналами системи охолодження, забезпечує інтенсивне охолодження цього двигуна та зниження маси і габаритів машини з причини виключення із зони поблизу підшипникового щита додаткового пристрою у вигляді термосифона Енергоресурсозбереження також забезпечується шляхом підвищення частоти обертання робочого колеса вентилятора відносно частоти обертання ротора машини при використанні двохполюсного вбудованого у внутрішню порожнину вала асинхронного двигуна зі зменшеним ЗОВНІШНІМ діаметром На кресленні (фіг), що ілюструє винахід, показано конструктивну схему асинхронної машини середньої потужності зачиненого виконання, що обдувається Електрична машина вміщує статор 1, установлений у корпусі 2 з ребрами, і ротор 3, закріплений на валу 4 з внутрішньою осьовою порожниною 5, а також робоче колесо 6 вентилятора системи охолодження Робоче колесо 6 примусової вентиляції установлено на ВИХІДНІЙ частині двохполюсного асинхронного двигуна 7 малого зовнішнього діаметра (за типом свердловинного або зануреного двигуна) розташованого у внутрішній порожнині 5 вала 4 ротора 3 Робоче колесо 6 виконано по двійним з протилежно розташованими великими 8 і малими 9 лопатками, а осьова порожнина 5 вала 4 ротора 3 зв'язана з вентиляційними каналами 10 у валу 4 ротора 3 і каналами 11 у підшипниковому щиті 12 Вентиляційна система також містить кожух 13 зовнішнього обдува, а внутрішній простір з активною частиною машини захищений ущільненнями 14 вала 4 і підшипникового щита 12 При роботі машини малі лопатки 9 колеса 6 збуджують осьовий рух повітря у захищених ущільненнями 14 щита 12 каналах 10, 11 і порожнині 5 вала 4, а за допомогою великих лопаток 8 і кожуха 13 здійснюється ЗОВНІШНІЙ обдув корпуса 2 статора 1 Запропонована схема вентиляції забезпечує інтенсивне охолодження і мінімальну масу електродвигуна 7 примусової вентиляції, який вмикається автоматично при досягненні заданої температури за допомогою давачів температури (наприклад позисторів) вбудованих в обмотку статора 1, підсилювача сигналу давачів та магнітного пускача ( на кресленні не показані) Додатково до зовнішнього обдуву корпусу 2 з ребрами тепло відводиться з поверхні внутрішніх діаметрів порожнини 5 вала 4 ротора З Забезпечується можливість 2 5% підвищення ККДта зниження акустичного шуму на 5 ЮдБ на режимах неповного навантаження машини за рахунок вимикання вентиляції та зниження механічних втрат Також забезпечується підвищення питомої енергоємкості і зниження питомої матеріалоємкості машини на 5 10% ФІГ. Комп'ютерна верстка А Крулевський Підписано до друку 06 10 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна