Ротор электрической машины

Решение относится к области электромашиностроения, конкретно к конструкции высокооборотных электрических машин с малым диаметром ротора вследствие больших центробежных усилии. 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 листов 5, 6, 7 с вентиляционными отверстиями 8 которые на каждом последующем листе (5, 6, 7) смещены на угол «а» и листов 9 с подпазовыми отверстиями 10. При укладке сердечника листы 5, 6, 7 образуют пакет 11 со сформированными винтовыми аксиальными каналами 12, а листы 8 образуют пакет 13 с радиальными вентиляционными каналами 14. Сформированные винтовые аксиальные каналы 12 пакетов 11 совмещены с радиальными каналами 14 пакетов 13, открытыми в сторону внешнего диаметра ротора В зависимости от параметров машин и требований по охлаждению возможны варианты чередования в продольном направлении ротора пакетов 11 со сформированными винтовыми аксиальными каналами 12 и пакетов 13 с подпазовыми 10 и радиальными каналами 14.

5 илл.

Предлагаемое техническое решение относится к области электромашиностроения, конкретно к конструкции роторов электрических машин.

Известна конструкция ротора электрической машины [1] с радиальными каналами охлаждения между стенками паза и обмоткой.

За прототип принята конструкция сердечника ротора электрической машины [2], в котором для повышения эффективности охлаждения за счет непосредственного контакта охлаждающей среды с местом выделения потерь выполняются аксиальные вентиляционные каналы, получаемые путем шихтовки листов сегментов с выштампованными в них специальными отверстиями. По форме эти отверстия могут быть круглые, овальные или прямоугольные. Для повышения эффективности охлаждения нецелесообразно увеличение количества отверстий, так как при этом уменьшается сечение активного железа.

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

Задачей предлагаемого технического решения является повышение эффективности охлаждения роторов 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, новым является то, что аксиальные вентиляционные каналы выполнены винтовыми путем смещения чередующихся листов шихтованного сердечника и совмещены с радиальными каналами, выполненными в чередующихся пакетах.

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

Техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1, 2, 3 представлены листы сердечника ротора электрической машины со смещенным расположением отверстий, образующих в пакете сердечника ротора винтовые аксиальные подпазовые каналы, на фиг.4 представлено сечение пакета ротора с радиальными каналами, на фиг.5 -продольное сечение сердечника 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 листов 5, 6 (фиг.2), 7 (фиг.3) с вентиляционными отверстиями 8 которые на каждом последующем листе (5, 6, 7) смещены на угол «а» и листов 9(фиг.4) с подпазовыми отверстиями 10. При укладке сердечника листы 5, 6, 7 образуют пакет 11 (фиг.5) со сформированными винтовыми аксиальными каналами 12, а листы 9 образуют пакет13 с радиальными вентиляционными каналами 14. Сформированные винтовые аксиальные каналы 12 пакетов 11 совмещены с радиальными каналами 14 пакетов 13, открытыми в сторону внешнего диаметра ротора. В зависимости от параметров машин и требований по охлаждению возможны варианты чередования в продольном направлении ротора пакетов 11 со сформированными винтовыми аксиальными каналами 12 и пакетов 13 с подпазовыми отверстиями 10 и радиальными каналами 14.

Охлаждающий газ (показано стрелками фиг.4, 5), поступая с торца сердечника ротора электрической машины, проходит по сформированным винтовым аксиальным каналам 12, затем по подпазовым каналам 10, через радиальные каналы 14 в сторону наружного диаметра ротора выходит в воздушный зазор. Используется аксиальная подача охлаждающего газа и вентилирующее действие при вращении ротора (показано стрелкой и буквой «») усиливается сформированными винтовыми аксиальными каналами и радиальное вентилирующее действие, при этом обмотка охлаждается газом непосредственно. Возможно усилить эффект напорным действием осевого вентилятора.

Технические преимущества заявляемого решения с применением пакетов сформированными винтовыми аксиальными каналами и пакетов с подпазовыми и радиальными каналами в шихтованных сердечниках 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 - сердечника, 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 о внимание:

1. Авторское свидетельство SU 1552297, от 06.06.88, опубл. 23.03.90, Н02К 3/48

2. А.Е.Алексеев. Конструкция электрических машин. Москва-Ленинград, ГЭИ, 1958 г., стр.44-45.

Ротор электрической машины, содержащий шихтованный сердечник, размещенную в пазах обмотку, аксиальные вентиляционные каналы в спинке сердечника ротора, отличающийся тем, что аксиальные вентиляционные каналы выполнены винтовыми путем смещения чередующихся листов шихтованного сердечника и совмещены с радиальными каналами, выполненными в чередующихся пакетах.