Статор электрической машины с системой охлаждения

Статор электрической машины с системой охлаждения относится к области электромашиностроения, применяется, в частности, в электрических машинах широкого использования. Полезная модель Статор электрической машины с системой охлаждения содержит катушки разных двух фаз обмотки статора, размещенные в пазах сердечника статора. Система охлаждения снабжена трубкой с возможностью подачи хладагента между смежными катушками обмотки статора и сердечником статора. Трубка, выполненная с треугольным сечением, присоединена своей первой стороной к первой смежной катушке обмотки статора. Второй стороной трубка присоединена к второй смежной катушке обмотки статора. Третьей стороной трубка присоединена к сердечнику статора. Трубка, выполненная с круглым сечением, присоединена к первой и второй смежным катушкам обмотки статора, а также к сердечнику статора. Между трубкой и прилегающими к ней поверхностями сердечника статора и смежных катушек обмотки статора образовано пространство. Пространство между трубкой круглого сечения и прилегающими к ней поверхностями сердечника статора и смежных катушек обмотки статора заполнено теплопроводящим материалом. Достижением предложенного технического решения является упрощение системы охлаждения статора электрической машины, что способствует увеличению интенсивности охлаждения и повышению надежности.

Полезная модель относится к области электромашиностроения, применяется, в частности, в электрических машинах широкого использования.

Известны конструкции электрических машин в книге для инженеров и научных работников (В.В.Домбровский, Г.М.Хуторецкий «Основы проектирования электрических машин переменного тока», издательство «Энергия», Ленинградское отделение, 1974, с.163-191) [1], в которых используется жидкостная система охлаждения обмоток статора путем подачи охлаждающей воды (дистиллят) в полые прямоугольные медные трубки (проводники), обтикаемые рабочим током. Полые проводники изолируются как и сплошные элементарные проводники. Сердечник статора состоит из отдельных листов электротехнической стали. В этих листах сделаны пазы, в которых расположена обмотка статора.

Недостатком такой системы охлаждения является ряд технических сложностей, поскольку охлаждающая жидкость, хладагент, протекает по токоведущим частям статора. Сердечник статора охлаждается воздухом. Высота полых проводников по конструктивным соображениям должна быть существенно большей, чем высота сплошных проводников, поэтому дополнительные потери в них будут существенно выше, чем в сплошных проводниках.

Наиболее близким аналогом (прототипом) к предлагаемому техническому решению является изобретение (патент RU 2167482 С1 с приоритетом от 27.01.2000) [2], в котором статор электрической машины с системой охлаждения содержит катушки статора разных двух фаз, а в пазах сердечника статора расположены катушки статора одинаковой формы.

Основной недостаток данного устройства заключается в том, что наиболее нагреваемым в работе участком - является обмотка катушек статора разных двух фаз, являющихся смежными, прилегающая к дну паза статора, и к сердечнику у дна паза статора, которые удалены от поверхности охлаждения, а также то, что при этом не использовано для охлаждения оставшееся воздушное пространство паза статора.

Техническая задача предложенного технического решения заключается в создании системы охлаждения статора электрической машины, позволяющей проводить охлаждение сердечника статора и катушек обмотки статора электрической машины одновременно.

Техническим результатом полезной модели является упрощение системы охлаждения статора электрической машины, увеличение интенсивности охлаждения и повышение надежности.

Поставленная задача решается благодаря тому, что:

Статор электрической машины с системой охлаждения содержит катушки разных двух фаз обмотки статора, размещенные в пазах сердечника статора. Система охлаждения снабжена трубкой с возможностью подачи хладагента между смежными катушками обмотки статора и сердечником статора.

Трубка, выполненная с треугольным сечением, присоединена своей первой стороной к первой смежной катушке обмотки статора. Второй стороной трубка присоединена к второй смежной катушке обмотки статора. Третьей стороной трубка присоединена к сердечнику статора.

Трубка, выполненная с круглым сечением, присоединена к первой и второй смежным катушкам обмотки статора, а также к сердечнику статора. Между трубкой и прилегающими к ней поверхностями сердечника статора и смежных катушек обмотки статора образовано пространство.

Пространство между трубкой круглого сечения и прилегающими к ней поверхностями сердечника статора и смежных катушек обмотки статора заполнено теплопроводящим материалом.

Предложенное техническое решение поясняется рисунками. На фигуре 1 представлено поперечное сечение статора электрической машины с системой охлаждения, в котором расположена трубка треугольного сечения. На фигуре 2 представлено поперечное сечение статора электрической машины с системой охлаждения, в котором расположена трубка круглого сечения.

В устройство статора электрической машины с системой охлаждения входит:

1. Сердечник статора;

2. Обмотка статора;

3. Паз статора;

4. Первая смежная катушка обмотки статора;

5. Вторая смежная катушка обмотки статора;

6. Трубка треугольного сечения;

7. Трубка круглого сечения;

8. Первая сторона трубки треугольного сечения;

9. Вторая сторона трубки треугольного сечения;

10. Третья сторона трубки треугольного сечения;

11. Теплопроводящий материал.

Трубка треугольного сечения 6 (фиг.1) установлена в пазе статора 3. При этом первая сторона трубки треугольного сечения 8 соединена с первой смежной катушкой обмотки статора 4, вторая сторона трубки треугольного сечения 9 соединена со второй смежной катушкой обмотки статора 5, а третья сторона трубки треугольного сечения 10 соединена с сердечником статора 1. При использовании трубки круглого сечения 7 (фиг.2) пространство, образованное между трубкой круглого сечения 7 и прилегающими к ней поверхностями сердечника статора 1 и смежных катушек обмотки статора, 4 и 5, заполнено теплопроводящим материалом 11.

Устройство работает следующим образом:

Хладагент, протекающий в трубке треугольной формы в поперечном сечении 6 (фиг.1) или в трубке круглого сечения 7 (фиг.2), одновременно охлаждает первую смежную катушку обмотки статора 4, вторую смежную катушку обмотки статора 5 и сердечник статора. 1. При этом теплопроводящий материал 11, заполняющий пространство между трубкой круглого сечения 7 и прилегающими к ней поверхностями сердечника статора 1 и смежных катушек обмотки статора, 4 и 5, способствует интенсивному охлаждению. Наилучший результат предложенная система охлаждения имеет при использовании жидкостного хладагента, в качестве которого применен антифриз, тосол, вода, масло, спирт.

Таким образом, достигается упрощение системы охлаждения статора электрической машины, что способствует увеличению интенсивности охлаждения и повышению надежности.

Предложенное техническое решение позволяет одновременно проводить охлаждение сердечника статора и катушек обмотки статора и применять его в электрических машинах широкого использования. Таким образом, поставленная техническая задача решена.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки на полезную модель:

[1]. В.В.Домбровский, Г.М.Хуторецкий «Основы проектирования электрических машин переменного тока», издательство «Энергия», Ленинградское отделение, 1974, с.163-191. [2]. Патент RU 2167482 С1 класс Н02К 3/12, Н02К 3/04, с приоритетом от 27.01.2000.

1. Статор электрической машины с системой охлаждения, содержащий катушки разных двух фаз обмотки статора, размещенные в пазах сердечника статора, отличающийся тем, что система охлаждения снабжена трубкой с возможностью подачи хладагента между смежными катушками обмотки статора и сердечником статора.

2. Статор электрической машины с системой охлаждения по п.1, отличающийся тем, что трубка, выполненная с треугольным сечением, присоединена своей первой стороной к первой смежной катушке обмотки статора, а второй стороной трубка присоединена к второй смежной катушке обмотки статора, при этом третьей стороной трубка присоединена к сердечнику статора.

3. Статор электрической машины с системой охлаждения по п.1, отличающийся тем, что трубка, выполненная с круглым сечением, присоединена к первой и второй смежным катушкам обмотки статора, а также к сердечнику статора, при этом между трубкой и прилегающими к ней поверхностями сердечника статора и смежных катушек обмотки статора образовано пространство.

4. Статор электрической машины с системой охлаждения по п.3, отличающийся тем, что пространство между трубкой круглого сечения и прилегающими к ней поверхностями сердечника статора и смежных катушек обмотки статора заполнено теплопроводящим материалом.