Изобретение относится к области электроэнергетики и электромашиностроения, в частности к конструкциям электрических машин с воздушным охлаждением и может применяться, например в закрытых асинхронных электродвигателях с горизонтально-вертикальным оребрением станины. The invention relates to the field of electric power and electrical engineering, in particular to the design of electric machines with air cooling and can be used, for example, in closed induction motors with horizontal vertical ribbed bed.
Известна электрическая машина с воздушным охлаждением оребренной станины, у которой вентиляторный кожух в поперечном сечении имеет круглую форму (см. например, книгу "Асинхронные двигатели общего назначения", под ред.В.М. Петрова и А.Э. Кравчика, М. Энергия, 1980, стр.169) [I] В случае, когда поверхность станины снабжена радиальными, равномерно распределенными по окружности ребрами, такая форма кожуха обеспечивает достаточно равномерное и высокое использование подаваемого вентилятором, охлаждающего воздуха. Однако, в местах расположения лап для крепления машины к фундаменту, как правило, равномерность оребрения нарушается и часть воздуха уходит из-под кожуха, минуя межреберные каналы станины. A well-known electric machine with air cooling of the fin frame, in which the fan casing in the cross section has a round shape (see, for example, the book "General-Purpose Asynchronous Motors", edited by V. M. Petrov and A. E. Kravchik, M. Energy , 1980, p. 169) [I] In the case when the bed surface is provided with radial ribs uniformly distributed around the circumference, this form of casing provides a fairly uniform and high use of cooling air supplied by the fan. However, at the locations of the paws for attaching the machine to the foundation, as a rule, the uniformity of the fins is violated and part of the air leaves the casing, bypassing the intercostal channels of the bed.
В машинах с горизонтально-вертикальным оребрением станины наряду с кожухом круглой формы широко применяются также вентиляторные кожуха в форме четырехугольников с выгнутыми наружу сторонами, например двигатели фирмы ASEA, (Catalog B10-7112, April, 1991, "Ac Brake Motors", ASEA, Brown Boveri) [2)] Если машина сравнительно небольшая и подшипниковые щиты крепятся к станине четырьмя болтами, расположенными в углах четырехугольника, то места сопряжения вертикальных и горизонтальных ребер перекрываются приливами для крепления щитов к станине, утечки воздуха через эти места снижаются и воздух распределяется между межреберными каналами также достаточно равномерно. В более крупных машинах с горизонтально-вертикальным оребрением подшипниковые щиты крепятся к станине шестью болтами и места их расположения не совпадают с углами кожуха четырехугольной формы. В этом случае места сопряжения горизонтальных и вертикальных ребер и другие неоребренные места оказываются открытыми со стороны вентилятора и через них бесполезно уходит в окружающее пространство значительное (до 30%) количество воздуха. В результате уменьшается количество воздуха, поступающего в межреберные каналы станины, что приводит к снижению интенсивности охлаждения машины. Для компенсации этого приходится увеличивать диаметр вентилятора. Поскольку потребляемая вентилятором мощность пропорциональна диаметру вентилятора в кубе, а уровень вентиляционного шума в шестой степени, это приводит к увеличению потребляемой вентилятором мощности и уровня шума. In machines with horizontal-vertical ribbing of the bed, along with a round casing, fan casing in the form of quadrangles with curved outward sides is also widely used, for example, ASEA engines, (Catalog B10-7112, April, 1991, Ac Brake Motors, ASEA, Brown Boveri) [2)] If the machine is relatively small and the bearing shields are attached to the bed with four bolts located in the corners of the quadrangle, then the junction points of the vertical and horizontal ribs are blocked by tides for attaching the shields to the bed, air leaks through these places decrease and air is distributed between intercostal canals also quite evenly. In larger machines with horizontal-vertical ribbing, bearing shields are attached to the bed with six bolts and their locations do not coincide with the corners of the casing of a quadrangular shape. In this case, the interface between the horizontal and vertical ribs and other non-finned places are open from the side of the fan and through them a considerable amount of air (up to 30%) is uselessly expelled into the surrounding space. As a result, the amount of air entering the intercostal channels of the bed is reduced, which leads to a decrease in the cooling rate of the machine. To compensate for this, it is necessary to increase the diameter of the fan. Since the power consumed by the fan is proportional to the diameter of the fan in the cube, and the ventilation noise level is sixth, this leads to an increase in the power consumption and the noise level of the fan.
Данная электрическая машина с горизонтально-вертикальным оребрением и четырехугольным вентиляторным кожухом принята в качестве прототипа. Технической задачей, на которую направлено настоящее изобретение, является интенсификация охлаждения при одновременном уменьшении потерь энергии на охлаждение и снижении вентиляционного шума, повышение КПД электрической машины. Это достигается путем придания кожуху такой формы, чтобы профиль поперечного сечения кожуха в месте перекрытия им ребер повторял с зазором профиль оребрения станины, а в зонах неоребренных участков кожух выполнен с продольными впадинами. Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 схематически показано поперечное сечение электрической машины; на фиг.2 - продольное сечение кожуха электрической машины с горизонтально-вертикальными ребрами охлаждения, обладающей указанными выше признаками. This electric machine with horizontal-vertical fins and a quadrangular fan casing is adopted as a prototype. The technical problem to which the present invention is directed is the intensification of cooling while reducing energy losses for cooling and reducing ventilation noise, increasing the efficiency of an electric machine. This is achieved by giving the casing such a shape that the cross-sectional profile of the casing at the point of overlapping of the ribs repeats the profile of the bed finning with a gap, and in the areas of the non-ribbed sections the casing is made with longitudinal depressions. The invention is illustrated by drawings. 1 schematically shows a cross section of an electric machine; figure 2 is a longitudinal section of the casing of an electric machine with horizontally-vertical cooling fins, having the above characteristics.
Электрическая машина с воздушным охлаждением содержит станину 1 с горизонтально-вертикальными ребрами охлаждения 2, укрепленный на валу вентилятор 3 и вентиляторный кожух 4, частично перекрывающий ребра охлаждения 2 станины 1. В торцевой части 5 вентиляторный кожух 4 имеет круглое поперечное сечение. Дальше по направлению хода воздуха форма поперечного сечения кожуха 4 меняется таким образом, чтобы в месте перекрытия ребер охлаждения 2 кожухом 4 профиль его поперечного сечения повторял с небольшим зазором профиль оребрения станины 1. Для этого в местах сопряжения горизонтально-вертикальных ребер охлаждения 2, где имеется большой неоребренный канал, на стенке кожуха выполнены продольные впадины 6, повторяющие форму неоребренного канала. Такие же впадины в стенке кожуха выполнены в других неоребренных местах станины, например в местах крепления лап 7. The air-cooled electric machine comprises a frame 1 with horizontally vertical cooling fins 2, a fan 3 mounted on the shaft and a fan casing 4 partially overlapping the cooling fins 2 of the frame 1. At the end 5, the fan casing 4 has a circular cross section. Further in the direction of the air flow, the cross-sectional shape of the casing 4 changes so that at the point of overlap of the cooling fins 2 by the casing 4, the profile of its cross-section repeats with a small gap the profile of the fins of the bed 1. For this, at the junctions of the horizontal vertical cooling fins 2, where a large non-ribbed channel, longitudinal cavities 6 are made on the casing wall, repeating the shape of the non-ribbed channel. The same depressions in the wall of the casing are made in other non-finned places of the bed, for example, in the places of attachment of the legs 7.
Выполнение впадин 6 в местах сопряжения горизонтально-вертикального оребрения и в других неоребренных местах станины снижает бесполезные утечки воздуха в процессе охлаждения через эти места, приводит к перераспределению воздуха в пользу межреберных каналов и тем самым увеличивает интенсивность охлаждения. Остающиеся небольшие утечки воздуха через зазоры между кожухом и ребрами охлаждения в местах их сопряжения обеспечивают съем тепла с сопрягающихся сторон ребер охлаждения. В результате появляется возможность уменьшить диаметр вентилятора и, соответственно, уменьшить потребляемую на охлаждение мощность, повысить КПД машины и снизить уровень вентиляционного шума. The implementation of the depressions 6 at the junction of the horizontal-vertical finning and at other non-finned places of the bed reduces useless air leaks during cooling through these places, leads to the redistribution of air in favor of the intercostal channels, and thereby increases the cooling rate. The remaining small air leaks through the gaps between the casing and the cooling fins at their junctions provide heat removal from the mating sides of the cooling fins. As a result, it becomes possible to reduce the diameter of the fan and, accordingly, reduce the power consumed for cooling, increase the efficiency of the machine and reduce the level of ventilation noise.
По предварительной оценке использование изобретения позволит на 15 40% уменьшить потребляемую вентилятором мощность и на 1 2 дБ А снизить уровень вентиляционного шума. Кроме того, закрытие крупного отверстия впадиной на кожухе уменьшит возможность проникновения к вращающемуся вентилятору посторонних предметов, то есть увеличит степень защиты машины. Машины с повышенным КПД и сниженным уровнем шума имеют более высокую рыночную стоимость, что и составляет экономический эффект от изобретения. According to preliminary estimates, the use of the invention will reduce by 15 40% the power consumed by the fan and by 1 2 dB A reduce the level of ventilation noise. In addition, closing a large hole with a hollow in the casing will reduce the possibility of foreign objects penetrating the rotating fan, that is, increase the degree of protection of the machine. Machines with increased efficiency and reduced noise have a higher market value, which makes up the economic effect of the invention.
