Ротор электрической машины

Авторы патента:

H02K9 - Системы охлаждения или вентиляции (каналы и проходы в частях магнитной цепи H02K 1/20,H02K 1/32; каналы и проходы в обмоточных проводниках или между ними H02K 3/22,H02K 3/24)

H02K1/32 - Электрические машины (измерительные приборы G01; электродинамические реле H01H 53/00; преобразование входной энергии постоянного или переменного тока в выходную энергию требуемого вида H02M 9/00; громкоговорители, микрофоны, адаптеры и подобные электромеханические преобразователи звука H04R)

H02K1/26 - Электрические машины (измерительные приборы G01; электродинамические реле H01H 53/00; преобразование входной энергии постоянного или переменного тока в выходную энергию требуемого вида H02M 9/00; громкоговорители, микрофоны, адаптеры и подобные электромеханические преобразователи звука H04R)

Решение относится к области электромашиностроения, конкретно к конструкции высокооборотных электрических машин с малым диаметром ротора вследствие больших центробежных усилий, задачей его является повышение эффективности охлаждения высокооборотных электрических машин при получении технологичной и надежной конструкции с требуемыми характеристиками. Ротор электрической машины состоит из шихтованного сердечника 1, в пазах 2 которого размещена обмотка 3, закрепленная пазовыми клиньями 4. Шихтованный сердечник 1 набран из чередующихся пакетов 5 с аксиальными вентиляционными каналами 6 и пакетов 7 с радиальными вентиляционными каналами 8. Аксиальные вентиляционные каналы 6 совмещены через подпазовые каналы 9 с открытыми в сторону внешнего диаметра ротора радиальными вентиляционными каналами 8. В зависимости от параметров машин и требований по охлаждению возможны варианты чередования в продольном направлении ротора пакетов с каналами 6 и каналами 8, 9. Охлаждающий газ, поступая с торца ротора электрической машины, проходит по закрытым каналам 6, затем по подпазовым каналам 9, через радиальные каналы 8 в сторону наружного диаметра ротора выходит в воздушный зазор. Используется аксиальная подача охлаждающего газа и радиальное вентилирующее действие, при этом обмотка охлаждается газом непосредственно. 3 илл.

РОТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ (полезная модель)

Предлагаемое техническое решение относится к области электромашиностроения, конкретно к конструкции высокооборотных электрических машин с малым диаметром ротора вследствие больших центробежных усилий.

Известна конструкция электрической машины [1] с применением аксиальных подпазовых вентиляционных каналов в сердечнике ротора для подачи охлаждающего газа через радиальные отверстия в проводниках обмотки. Применение такой аксиально-радиальной системы охлаждения ротора направлено на повышение эффективности охлаждения обмотки ротора и ограничивается требуемыми параметрами электрической машины.

За прототип выбран ротор электрической машины по патенту Японии [2], в котором использована аксиально-радиальная система охлаждения ротора с аксиальными каналами в спинке сердечника, совмещенными с распределенными по длине сердечника радиальными каналами, открытыми в сторону внешнего диаметра ротора.

Однако для крупных высокооборотных электрических машин подобная система охлаждения не позволяет достичь требуемых характеристик.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение эффективности охлаждения высокооборотных электрических машин при получении технологичной и надежной конструкции с требуемыми характеристиками.

Поставленная задача достигается за счет того, что в роторе электрической машины, содержащем шихтованный сердечник, размещенную в пазах обмотку, аксиальные вентиляционные каналы в спинке сердечника ротора, радиальные вентиляционные каналы, распределенные по длине сердечника и открытые в сторону внешнего диаметра ротора, новизна заключается в том, что радиальные вентиляционные каналы выполнены в пакетах шихтованного сердечника, чередующихся с пакетами шихтованного сердечника с аксиальными вентиляционными каналами, совмещены с пазами обмотки и выполненными подпазовыми каналами своих пакетов.

Новизна решения заключается в конструкторском исполнении аксиально-радиальной системы вентиляции электрической машины.

Техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлено поперечное сечение пакета с аксиальными каналами, на фиг.2 - поперечное сечение пакета с радиальными каналами, фиг.3 - продольное сечение ротора.

Ротор электрической машины (фиг.1) состоит из шихтованного сердечника 1, в пазах 2 которого размещена обмотка 3, закрепленная пазовыми клиньями 4. Шихтованный сердечник 1 набран из чередующихся пакетов 5 с аксиальными вентиляционными каналами 6 и пакетов 7 (фиг.2) с радиальными вентиляционными каналами 8. Вариант чередования пакетов 5 и 7 представлен на фиг.3. Аксиальные вентиляционные каналы 6 совмещены через подпазовые каналы 9 с открытыми в сторону внешнего диаметра ротора радиальными вентиляционными каналами 8. В зависимости от параметров машин и требований по охлаждению возможны варианты чередования в продольном направлении ротора пакетов с каналами 6 и каналами 8, 9.

Охлаждающий газ (показано стрелками), поступая с торца ротора электрической машины, проходит по закрытым каналам 6, затем по подпазовым каналам 9, через радиальные каналы 8 в сторону наружного диаметра ротора выходит в воздушный зазор. Используется аксиальная подача охлаждающего газа и радиальное вентилирующее действие, при этом обмотка охлаждается газом непосредственно. Возможно усилить эффект напорным действием осевого вентилятора.

Технические преимущества заявляемого решения с применением глубоких подпазовых каналов и уменьшенным сечением шихтованной спинки роторов электрических машин заключаются в создании технологичной конструкции роторов, сердечник которых насажен непосредственно на вал, и отношение длины сердечника к его диаметру больше единицы, с требуемыми техническими характеристиками и эффективным охлаждением, как ротора, так и активных частей машины - сердечник, полюсов, обмотки статора.

Представленное решение осуществлено в совокупности заявленных признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии его условию промышленной применимости. Рекомендуется к применению в синхронных неявнополюсных машинах, асинхронных машинах с фазным ротором, в машинах постоянного тока.

Источники информации, принятые во внимание:

1. Патент RU 2270501, МПК h02k l/32, приоритет от 28.06.2004, опубликовано 20.02.2006.

2. Патент JP 5866543, МПК h02k l/32, приоритет от 12.10.1981, опубликовано 20.04.1983.

Ротор электрической машины, содержащий шихтованный сердечник, размещенную в пазах обмотку, закрытые аксиальные вентиляционные каналы в спинке сердечника ротора, радиальные вентиляционные каналы, распределенные по длине сердечника и открытые в сторону внешнего диаметра ротора, отличающийся тем, что радиальные вентиляционные каналы выполнены в пакетах шихтованного сердечника, чередующихся с пакетами шихтованного сердечника с аксиальными вентиляционными каналами, совмещены с пазами обмотки и выполненными подпазовыми каналами своих пакетов.