Полюс электрической машины

 

Сущность изобретения: полюс электрической машины, содержит сердечник, сжатый щеками с помощью стяжных элементов и гаек и полых шпилек-охладителей, прямого и обратного гидравлических контуров, выполненных с гидравлическими каналами, причем шпильки-охладители размещены вблизи плоскости соединения полюсного башмака и сердечника, В качестве охлаждающего агента могут использоваться: дистиллят , техническая вода, магнитная жидкость. Шпильки-охладители изготовлены из коррозионно-стойкого магнитного металла . 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5t)s Н 02 К 1/20

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (госпАтент сссР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4882530/07 (22) 15.11.90 (46) 23.08.93. Бюл. гв 31 (76) В.С.Максимов (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 400249, кл. Н 02 К 1/20, 1976.

Авторское свидетельство СССР

1Ф 240400, кл. Н 02 К 1/20, 1969. (54) ПОЛЮС ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ (57) Сущность изобретения: полюс электрической машины, содержит сердечник, сжаИзобретение относится к электрическим машинам, в частности к полюсам индукторов синхронных и постоянного тока машин.

Целью изобретения является повышение предельной мощности и частоты вращения электрической машины зэ счет повышения эффективности охлаждения полюсных башмаков и демпферной обмотки путем расположения стяжных шпилек-охладителей выше у линии, соединяющей полюсные сердечник и башмак, снижение концентрации магнитной индукции зэ счет выполнения стяжных шпилек-охладителей из магнитной коррозионно-стойкой стали, уменьшение потерь на возбуждение за счет снижения индукции в сечении охладителей путем циркуляции по их гидравлическим каналам магнитной охлаждающей жидкости.

На фиг.1 представлен продольный разрез полюса электрической машины 1, состоящий из шихтованного сердечника 3, сжимаемого с торцов щеками 2 и 3, которые выполнены без козырьков, с помощью стяжных шпилек 5 и гаек 6, а также с помощью. SU 1836777 А3 тый щеками с помощью стяжных элементов и гаек и полых шпилек-охладителей, прямого и обратного гидравлических контуров, выполненных с гидравлическими каналами, причем шпильки-охладители размещены вблизи плоскости соединения полюсного башмака и сердечника, В качестве охлаждающего агента могут использоваться: дистиллят, техническая вода, магнитная жидкость. Шпильки-охладители изготовлены из коррозионно-стойкого магнитного металла. 2 з,п. ф-лы, 3 ил. полых шпилек 7, выполненных с центральным гидравлическим отверстием 8, причем полые шпильки-охладители 7 расположены вблизи линии соединения сердечника 2 и башмака 9, а циркулирующая по их отверстиям 8 отводит потери с поверхности башмака 9 Ж и из демпферных стержней 10, изолированных диэлектриком 11. На шпильки-охладители 7 навинчены гайки 14, которыми сердечник 2 и башмак 9 сжимаются в аксиальном направлении. Со стороны щеки

12 к стяжным шпилькам-охладителям 7а и

76 приварены напорные трубопроводы 15а и 156, которые проходят радиально вниз к сливному или напорному коллекторам. à в нижней части напорные трубопроводы 15а и 156 соединены перемычкой 17 (фиг.3, вид

Д). Обратный контур гидравлической цепи шпилек-охладителей 7в присоединен к сливному коллектору трубопроводом 20. С торца — 13 гидравлические прямые контуры

7а и 76 соединены с обратным контуром 7в с помощью перемычки 19, привариваемой герметичными швами к шпилькам — охладителям 7а, 76, 7в. Сердечник 2 изолирован

1836777

40

55 диэлектриком 21 от обмотки возбуждения—

22 состоящей из полых витков 23. по которым циркулирует охлаждающая жидкость— дистиллят, подаваемый от автономных коллекторов, Трубопроводы 15а и 156 и 20 закреплены на щеке 4 с помощью накладки 24.

Демпферные сегменты 25 закреплены на стержнях 10 пайкой 26, На фиг.2 представлен поперечный разрез полюса 1 А-А, на котором представлено гидравлическое соединение шпилек-охладителей 7а и 7б прямого контура со шпилькой-охладителем 7в обратного контура с помощью перемычки 19. При этом число шпилек-охладителей прямого контура 7а и

7б может быть один-два элемента больше, чем шпилек-охлацителей 7в, На трубопроводы 15 и 20 закреплены накидные гайки 16.

На фиг.3 представлен вид Д, на котором изображен один из вариантов гидравлического соединения трубопроводов напора 15 и слива 20 с прямыми 7а и 7б и обратным 7в гидравлическими контурами шпилек-охладителей 7 с помощью перемычки 17.

Полюс электрической машины работает следующим образом. От напорного коллектора через перемычку жидкий хладагент поступает в трубопроводы 15а и 155, из которых распределяется по напорным шпилькам-охладителям 7а и 7б и, проходя по их гидравлическим каналам 8, снимает тепловые потери из демпферных стержней

10 и с поверхности Ж полюсного башмака 9, при этом жидкий хладагент нагревается. 3атем, пройдя в перемычку 19, два потока сливаются в один в гидравлическом канале 8 шпильки-охладителя 7в, которая отводит тепловые потери or зоны с минимальным воздушным зазором, и нагретый хладагент поступает по трубопроводу 20 в сливной коллектор, Шпильки-охладители 7, изготовленные из магнитной коррозионно-стойкой стали тииа 20 У. 13 снижают концентрацию магнитного потока в зоне вблизи плоскости соединения башмака 9 с сердечником 2.

При использовании для охлаждения сердечников 2 технической воды или магнитной жидкости сердечники полюсов охлаждаются через автономные коллекторы. При охлаждении сердечника 2 магнитной жидкостью концентрация магнитного потока в сердечнике 2 и башмаках 9 практически отсутствует. Коллектора в этом случае должны быть выполнены с дизлектрически изолированной поверхностью.

К преимуществам предполагаемой конструкции относятся следующие: выполнение стяжных шпилек охладителями позволяет снизить концентрацию механических напряжений в зоне. близкой к максимальным центробе>кным нагрузкам— прибашмачной зоне сердечника: выполнение шпилек-охладителей из магнитного коррозионно-стойкого металла позволяет уменьшить концентрацию магнитного потока в прибашмачной зоне и этим несколько уменьшить ток и потери на возбуждение; расположение шпилек-охладителей в прибашмачной зоне с разнесенными прямым и обратным контурами позволяет приблизить к источникам потерь охладители и этим. повысить эффективность охлаждения; использование для охладителей сердечников коррозионно-стойкого металла позволяет применять для охлаждения техническую воду с меньшей температурой на входе, что снижает температуру охлаждаемой поверхности Ж на 7 — 10 С.

Применение охлаждения с помощью магнитной жидкости позволяет уменьшить в прибашмачной зоне концентрацию магнитной индукции, что позволит уменьшить ток и потери на возбуждение, а это повышает КПД ма шин ы, расположение охладителей с "холодными" элементами вблизи зоны с большими тепловыделениями из-за крайних демпферных стержней, а "теплых" элементов в зоне с меньшими тепловыделениями позволяет выровнять температуру по охлаждаемой поверхности Ж, Сущностью предлагаемой конструкции является следующее: выполнение в качестве охладителей стяжных шпилек полюса, аксиально проходящих через отверстия в его сердечнике вблизи прибашмачной зоны с большими тепловыделениями; выполнение шпилек-охладителей из магнитной коррозионно-стойкой стали; выполнение шпилекохладител ей п ря мого более ".холодного" контура расположенными приближенными к зонам больших тепловыделений и числом на один больше, чем охладителей обратного контура при общем числе охладителей два и нечетное число (3, 5 и 7...), и числом на два охладителя большим, чем охладителей обратного контура при общем их числе, четном (4, 6 и 8); применение для охлаждения полюсов магнитной жидкости, подаваемой в охладители от автономных коллекторов.

Предлагаемое изобретение может быть использовано в синхронных явнополюсных машинах: генераторах, двигателях, компенсаторах, а также s машинах постоянного тока: генераторах и двигателях.

Формула изобретения

1. Полюс электрической машины, содержащий обмотку возбуждения, выполненную

103 б777 И!13 МИ 9 17 7 4 Î25 р

Л

76 1б ч.г 2

Составитель B.Màêñèìoâ

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Н.Кешеля

Редактор Л.Письман

Заказ 3025 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 из полых проводников, сердечник полюса с башмаками, шихтованный из листов, в аксиальных отверстиях которого встроены труЬчатые охладители, выполненные из коррозионно-стойкого металла, соединен- 5 ные между собой с помощью гидравлических перемычек и атуцеров с образованием гидравлического тракта прямого и обратного тока хладагента, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности ох- 10 лаждения и снижения потерь, на концах трубок-охладителей выполнена резьба и навинчены гайки для стяжки сердечника полюса, при этом трубки-охладители, расположенные у плоскости. соединяющей башмак 15 и сердечник. присоединенti к нлФ орному коллектору, 8 количество 1рулпк охладителей гилравли«ескога тракт» обратного тока хладагента на одну меньше, «ем и I идравлическом тракте прямого тока.

2, Полюс электрической машины по п,1. отличающийся тем, «то трубки-охладители выполнены из магнитного материала, Э. Полюс электрической машины по пп.1 и 2, отличающийся тем, «то в качестве хладагента использована магнитная жидкость, подаваемая в трубки-охладители от автономных коллекторов, электрически изолированных от элементов ротора.