SU1365256A1 - Electric motor - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электромашиностроению . Цель изобретени  состоит в повышении эксплуатационной надежности. Электродвигатель содержит статор 1с пазами, в которых расположены клинь  10, и торцовыми шайбами и герметично отдеп к цую статор от ротора гильзу 2. Благодар  тому, что клинь  10 выполнены полыми, а шайбы - с кольцевыми каналами, в которых расположены тела 14 качени , обеспечиваетс  улучшение теплоотво- да, 2 ил.The invention relates to electrical engineering. The purpose of the invention is to increase operational reliability. The motor contains a stator 1c with grooves in which the wedge 10 is located, and end washers and hermetically separated to the stator from the rotor of the sleeve 2. Due to the fact that the wedge 10 is made hollow and the washers with annular channels in which the rolling bodies 14 are located, heat transfer improvement, 2 Il.

Description

П 1P 1

«.".

(Л(L

0000

ОдOd

ел ю сдate u sd

аbut

1Н1H

1one

Изобретение относитс  к области герметичных электрических машин, при- мен емык в качестве привода механизмов в  дерной энергетике, химической и нефт ной промьшшенности дл  работы с различными опасными дл  окружающей среды и активными веществами, и касаетс  усовершенствовани  системы охлаждени  электродвигател ,The invention relates to the field of hermetic electric machines, the use of chemicals as a drive mechanism in nuclear power engineering, chemical and petroleum industry for working with various environmental hazards and active substances, and concerns the improvement of the cooling system of an electric motor.

Цель изобретени - повьшение экс - плуатационной надежности путем улуч- шени  теплоотвода.The purpose of the invention is to increase operational reliability by improving heat dissipation.

На фиг.1 представлен электродвигатель (стрелками обозначено движение жидкости в статоре); на фиг.2 - то же,с наложенными условно роликами , занимаюшзнми мгновенное положение при вращении электромагнитного пол  статора с угловой скоростью w ,поперечное сечение по статору (О - ось, электродвигател . О, - ось кольцевого канала в передней торцовой шайбе, Oj - ось кольцевого канала в задней торцовой шайбе).Figure 1 shows the electric motor (arrows indicate the movement of fluid in the stator); Fig.2 - the same, with conditionally imposed rollers, occupying an instantaneous position when the electromagnetic field of the stator rotates with an angular velocity w, the cross section along the stator (O is the axis of the electric motor. O is the axis of the annular channel in the front end washer, Oj - the axis of the annular channel in the rear end washer).

Электродвигатель содержит статор 1, герметизированный защитной гильзой 2 и заполненный диэлектрической жидкостью. В корпусе статора на подшипниках установлен ротор 3. Пакет 4 статорного железа набран из штампованных профилей (фиг.2) и скреплен передней 5 и задней 6 торцовыми шайбами . Статорна  .обмотка 7 уложена в пазах железа статора и через каналы (не показаны) в торцовых шайбах выведена в лобовые полости 8 и 9 статора . В пазах статорного железа (фиг.2) установлены трапецеидальные клинь  10, вьтолненные полыми, гнутыми из листового материала с образованием осевых каналов 11 (фиг.1, пунктир). В торцовых шайбах 5 и 6 выполнены кольцевые каналы 12 и 13, в которых установлены тела качени  - ролики 14. Кольцевые каналы соединены отверсти ми 15 и 16 с полост ми клиньев 10 и отверсти ми 17 и 18 - с лобовыми полост ми статора. Оси кольцевых каналов смещены относительно оси статора и относительно друг друга с образованием угла в 9Q (фиг.2). На фигуре 2 условно показано мгновенное положение роликов, движущихс  при вращении электромагнитного пол  статора в кольцевом канале с осью О . При этом за счет изменени  рассто ни  между роликами при их движении в кольцевом канале с угловой скоро- .The motor contains a stator 1, sealed with a protective sleeve 2 and filled with a dielectric fluid. The rotor 3 is mounted on the bearings in the stator housing. The stator iron package 4 is made of stamped profiles (FIG. 2) and is fastened with front 5 and rear 6 with end washers. The stator winding 7 is laid in the grooves of the stator iron and through channels (not shown) in the end washers brought into the front cavities 8 and 9 of the stator. In the slots of the stator iron (figure 2) installed trapezoidal wedge 10, hollow, hollow, bent of sheet material with the formation of axial channels 11 (figure 1, dotted line). The end washers 5 and 6 have circular channels 12 and 13 in which roller bodies 14 are installed. The ring channels are connected by holes 15 and 16 with wedge cavity 10 and holes 17 and 18 with frontal stator cavities. The axis of the annular channels are offset relative to the axis of the stator and relative to each other with the formation of an angle of 9Q (figure 2). Figure 2 conventionally shows the instantaneous position of the rollers moving as the electromagnetic field of the stator rotates in an annular channel with an O axis. In this case, due to the change in the distance between the rollers as they move in the annular channel with an angular velocity.

1313

10ten

1515

2020

5256252562

стью OU слева от плоскости 00.,, образуетс  полость нагнетани  кольцевого канала, а справа от плоскости 00.,- полость всасьшани . Аналогично образуютс  полости дл  другого кольцевого канала с осью Oj, только повернутые на 90°. Так как изменение рассто ний между роликами описьшаетс  синусоидой, сдвиг на 90° полостей нагнетани  и всасьшани  кольцевых каналов 12 и 13 позвол ет получить в осевьк каналах 11 клиньев 10 направленное движение жидкости: в половине каналов от лобовой полости 8 к полости 9, а в другой половине каналов- наоборот от полости 9 к полости 8. Перегородки 19 и 20 в лобовых полост х позвол ют организовать это движение в контур циркул ции с использованием каналов, в которых уложена обмотка статора (фиг. 1).Stem OU to the left of the plane 00., an injection cavity of the annular channel is formed, and to the right of the plane 00, a suction cavity is formed. Similarly, cavities are formed for the other annular channel with the axis Oj, only rotated 90 °. Since the change in the distance between the rollers is described by a sinusoid, a 90 ° shift of the injection and suction cavities of the annular channels 12 and 13 allows wedges 10 to be directed in the axial channels 11: in half the channels from the frontal cavity 8 to the cavity 9, and in another half of the channels — vice versa, from cavity 9 to cavity 8. Partitions 19 and 20 in frontal cavities allow this movement to be organized into the circulation circuit using channels in which the stator winding is laid (Fig. 1).

Электродвигатель работает следующим образом.The motor works as follows.

При включении в сеть переменного тока обмотки 7 статора 1 в нем образуетс  вращающеес  магнитное поле, Магнитный поток замыкаетс  через воз- душньй зазор между пакетом 4 железа статора и ротором 3, пересека  защитную гильзу 2, индуцирует в обмотке ротора 3 (не показана) электродвижущую силу. Под действием вращающегос  электромагнитного пол  ротор 3 приводитс  во вращение, преобразу  электрическую энергию в механическую. При этом потери электрической энергии привод т к разогреву деталей электродвигател . Пересекающее защитную гильзу 2 вращающеес  магнитное поле индуцирует в ней электрический ток, потери из-за которого достигают 10-20% полезной мощности электродвигател , что приводит к увеличенному разогреву гильзы.When the winding 7 of the stator 1 is turned on in the AC network, a rotating magnetic field forms in it. The magnetic flux closes through the air gap between the stator iron package 4 and the rotor 3, crosses the protective sleeve 2, induces an electromotive force in the rotor 3 (not shown). . Under the action of a rotating electromagnetic field, the rotor 3 is rotated to convert electrical energy into mechanical energy. In this case, the loss of electrical energy leads to heating of the motor parts. The rotating magnetic field crossing the protective sleeve 2 induces an electric current in it, the losses due to which reach 10-20% of the effective power of the electric motor, which leads to an increased heating of the sleeve.

Вращающеес  магнитное поле приводит в движение ролики 14, которые, .A rotating magnetic field drives the rollers 14, which,.

2525

30thirty

3535

4040

4545

враща сь вокруг своих осей, кат тс  по кольцевым каналам 12 и 13 в торцовых шайбах 5 и 6. Синхрон 1а  скорость вращени  осей роликов 12 вокруг оси О электродвигател  равна w- скорости вращени  магнитного пол . В результате того, что оси кольцевых каналов 12 и 13 (о, и 0, фиг.2) смещены относительно оси О вращени  магнитного пол , линейна  скорость движени  роликов в кольцевых каналах зависит от радиуса от оси О и измен етс  от максимума до минимума. В результате ролики 14 при движении в каналах 12 и 13 то сдвигаютс  на минимальных радиусах относительно оси О, то раздвигаютс  (фиг. 2) . Измен ющийс  объем полости кольцевого канала 12 или 13 между роликами 14 приводит к всасыванию и (в соответствунщей зоне) нагнетанию диэлектрической жидкости, заполн ющей полость статора 1. Под действием описанного насосного эффекта роликов 14 жидкость из лобовой полости 8 через отверсти  17 поступает в зону всасьшани  кольцевого канала 13, затем в зоне нагнетани  этого канала через отверсти  15 жидкость поступает в осевые каналы 11 клиньев 10. При этом за счет смещени  на угол 90 оси кольцевого канала 12 осевые каналы 11 выход т через отверсти  16 в зону его всасьшани , перемещаема  роликами 14 по кольцевому каналу 12 жидкость выталкиваетс  через отверсти  18 в лобовую пОлость 9 в зоне на-25 вых частей обмотки статора, в пазах гнетани  кольцевого канала 12.rotating around their axes, go through the annular channels 12 and 13 in the end washers 5 and 6. Synchron 1a, the speed of rotation of the axes of the rollers 12 around the axis O of the electric motor is equal to w-the speed of rotation of the magnetic field. Due to the fact that the axes of the annular channels 12 and 13 (o, and 0, fig.2) are displaced relative to the axis O of rotation of the magnetic field, the linear speed of movement of the rollers in the annular channels depends on the radius of the axis O and changes from maximum to minimum. As a result, the rollers 14, while moving in the channels 12 and 13, then move at minimum radii relative to the axis O, then move apart (Fig. 2). The varying volume of the cavity of the annular channel 12 or 13 between the rollers 14 leads to suction and (in the corresponding zone) injecting dielectric fluid filling the cavity of the stator 1. Under the effect of the described pumping effect of the rollers 14, the liquid from the frontal cavity 8 through the holes 17 enters the suction zone the annular channel 13, then in the discharge zone of this channel through the holes 15, the liquid enters the axial channels 11 of the wedges 10. At the same time, by shifting the axis of the annular channel 12 by an angle 90, the axial channels 11 exit through the holes 16 vsasshani its zone, displaceable rollers 14 of the annular channel 12 the liquid is pushed through the holes 18 in the frontal cavity 9 in the zone 25 on-hand sides of the stator windings in the slots gnetani annular channel 12.

которого установлены трапецеидальные клинь , отличающийс  тем, что, с целью повьшени  эксплуатационной надежности путем улучшени  теплоотвода, трапецеидальные клинь  вьшолнены полыми, преимущественно гнутыми из листового материала , а торцовые шайбы выполнены с кол цевыми каналами, оси которых смещеПерегородки 19 и 20 раздел ют лобовые полости 8 и 9 на зоны повьш1ен- ного и пониженного давлени , соот- 30 ветствукнцие зонам нагнетани  и всасывани  кольцевых каналов 12 и 13. Под действием созданных перепадов давлени  заполн юща  статор 1 диэлектрическа  жидкость усиленно циркулирует, 35 ны относительно оси статора и относикоторого установлены трапецеидальные клинь , отличающийс  тем, что, с целью повьшени  эксплуатационной надежности путем улучшени  теплоотвода, трапецеидальные клинь  вьшолнены полыми, преимущественно гнутыми из листового материала , а торцовые шайбы выполнены с кольцевыми каналами, оси которых смещеснима  тепло с защитной гильзы 2 и обмотки статора 7. Отвод тепла от жидкости осуществл ют известным способом , например охла одением наружного корпуса статора 1.which has trapezoidal wedges, characterized in that, in order to increase operational reliability by improving heat removal, the trapezoidal wedges are hollow, mainly bent of sheet material, and the end washers are made with annular channels, the axes of which are biased. Partitions 19 and 20 separate the front cavities 8 and 9 to the zones of above and below pressure, corresponding to the reduction to the zones of injection and suction of the annular channels 12 and 13. Under the action of the created pressure drops, the filling stator 1 dielectric The electric fluid circulates intensively, 35 relative to the axis of the stator and relative to which trapezoidal wedges are installed, characterized in that, in order to increase operational reliability by improving the heat sink, the trapezoidal wedges are hollow, mainly bent from sheet material, and the end washers are made with annular channels, axes which is displaced by heat from the protective sleeve 2 and the windings of the stator 7. The heat is removed from the liquid in a known manner, for example by cooling the outer casing of the torus 1.

Таким образом, за счет усиленной циркул ции жидкости в полости статора , прокачки ее через наиболее нагретые поверхности улучшаетс  тепло-Thus, due to the enhanced circulation of fluid in the stator cavity, pumping it through the most heated surfaces, the heat transfer is improved.

тельно друг друга с образованием угла в , и которые соединены отверсти ми с полост ми клиньев и с полост ми лобовых частей обмотки, и 40 в указанных каналах размещены тела качени , а в полост х лобовых частей установлены продольные перегородки, образующие контур циркул ции диэлектрической жидкости.each other to form an angle b, and which are connected by holes with wedge cavities and winding front cavity cavities, and 40 rolling bodies are placed in these channels, and longitudinal partitions are installed in the cavities of frontal parts, forming a dielectric fluid circulation circuit .

отвод от наиболее теплонапр женных деталей, причем наличие укрепл ющих защитную гильзу 2 клиньев 10 улучшает теплоотвод благодар  прокачке через каналы 11 жидкости, что повышает надежность охлаждени  гильзы и надежность работы электродвигател .retraction from the most heat-inducing parts, and the presence of wedges 10 that strengthen the protective sleeve 2 improves heat dissipation by pumping liquid through the channels 11, which increases the reliability of the cooling of the sleeve and the reliability of operation of the electric motor.

Использование изобретени  позвол ет значительно снизить теплонапр - женность защитной гильзЫ статора герметичного электродвигател  без увеличени  его габаритов или создани  систем принудительной циркул ции.жидкости через полости статора.The use of the invention makes it possible to significantly reduce the heat capacity of the protective sleeve of the stator of a hermetic motor without increasing its dimensions or creating systems of forced circulation. The liquid through the cavities of the stator.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Электродвигатель, содержащий статор с пакетом, ст нутым торцовыми , шайбами и отделенным от ротора скрепленной пакетом защитной гильзой, образующей заполненные диэлектрической жидкостью герметичные полости лобовых частей обмотки статора, в пазах An electric motor containing a stator with a package, fitted end, washers and separated from the rotor by a package fastened with a protective sleeve forming sealed cavities of the stator windings filled with a dielectric fluid in the grooves ны относительно оси статора и относикоторого установлены трапецеидальные клинь , отличающийс  тем, что, с целью повьшени  эксплуатационной надежности путем улучшени  теплоотвода, трапецеидальные клинь  вьшолнены полыми, преимущественно гнутыми из листового материала , а торцовые шайбы выполнены с кольцевыми каналами, оси которых смещетельно друг друга с образованием угла в , и которые соединены отверсти ми с полост ми клиньев и с полост ми лобовых частей обмотки, и в указанных каналах размещены тела качени , а в полост х лобовых частей установлены продольные перегородки, образующие контур циркул ции диэлектрической жидкости.The trapezoidal wedges are installed relative to the stator axis and the direction of which, in order to improve operational reliability by improving heat dissipation, the trapezoidal wedges are hollow, mainly bent of sheet material, and the end washers are made with annular channels, the axes of which are displaceable to each other to form angles b, and which are connected by holes with a cavity of wedges and with a cavity of frontal winding parts, and in these channels are placed rolling bodies, and in the cavity of frontal parts Steps are installed longitudinal partitions that form the circuit of the dielectric fluid. 19nineteen Фиг. /FIG. /