SU1767626A1 - Shell-type electric machine - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : закрыта  электрическа  машина с вентил тором- теплообменником содержит корпус, подшипниковый щит, статор, ротор, заполненные охлаждающей магнитной жидкостью, сообщающиес  полый вал и полый вентил тор-теплообменник , трубчатую вставку, размещенную в полости вала и сообщающуюс  с полост ми вентил тора-теплообменника , напорный элемент, посто нные магниты, установленные на подшипниковом щите. Благодар  тому, что в закрытой электрической машине напорный элемент выполнен в виде перегородки полости вентил тора-теплообменника с отверстием и нагнетающей лопастью, расположенными на уровне полюсов посто нных магнитов, установленных с возможностью перемещени  в осевом направлении, обеспечиваетс  повышение эффективности охлаждени  путем снижени  гидравлического сопротивлени  теплопередающего контура. 2 ил. ЁSUMMARY OF THE INVENTION: An electric machine with a fan-heat exchanger comprises a housing, a bearing shield, a stator, a rotor filled with a cooling magnetic fluid, a communicating hollow shaft and a hollow fan-heat exchanger, a tubular insert placed in the shaft cavity and communicating with the cavity of the fan - heat exchanger, pressure element, permanent magnets mounted on the bearing shield. Due to the fact that in a closed electric machine the pressure element is made in the form of a partition wall of a fan-heat exchanger cavity with an opening and an injection blade located at the level of the poles of permanent magnets mounted for movement in the axial direction, it increases the cooling efficiency by reducing the heat transfer resistance contour. 2 Il. Yo

Description

Изобретение относитс  к электромашиностроению и может быть использовано в закрытых электрических машинах с внутренним жидкостным охлаждением.The invention relates to electrical engineering and can be used in closed-circuit electric liquid-cooled electrical machines.

Известна закрыта  электрическа  машина , описание которой приведено в книге Борисенко А.И,, Костикова О.Н. и Яковлева А.И. Охлаждение промышленных электрических машин, М.: Энергоатомиздат, 1983, с.208, содержаща  статор, ротор, заполненные охлаждающей жидкостью, полый вал с разделительной трубчатой вставкой и св занный с ним полый вентил тор-теплообменник . При этом циркул ци  охлаждающей жидкости достигаетс  за счет тепловой конвекции, вызванной разностью плотностей нагретой и холодной жидкости.Known closed electric machine, the description of which is given in the book Borisenko A.I., Kostikova O.N. and Yakovlev A.I. Cooling of industrial electric machines, M .: Energoatomizdat, 1983, p.208, containing a stator, a rotor filled with a cooling liquid, a hollow shaft with a separating tubular insert and a hollow fan-heat exchanger associated with it. In this case, coolant circulation is achieved due to thermal convection caused by the difference in density between the heated and cold fluid.

Недостатком такой машины  вл етс  ограниченна  эффективность охлаждени , вызванна  низкой интенсивностью циркул ции охлаждающей жидкости за счет тепловой конвекции.The disadvantage of such a machine is the limited cooling efficiency caused by the low coolant circulation rate due to thermal convection.

Наиболее близка к предлагаемой электрическа  машина (авт. св. № 1640789, кл. Н 02 К 9/20, 1987), содержаща  корпус, подшипниковый щит, статор, ротор, а также заполненные охлаждающей ферромагнитной жидкостью сообщающиес  полый вал и полый вентил тор-теплообменник, трубчатые вставки, установленные в полости вала и св занные с расположенными в полости вентил тора теплообменника радиальными трубками, отогнутыми по периферии в тангенциальном направлении, магниты, установленные на подшипниковом щите, имеющие напр женность магнитного пол , увеличивающуюс  от оси закрытой электрической машины к периферии,Closest to the proposed electric machine (ed. St. No. 1640789, CL H 02 K 9/20, 1987), comprising a housing, a bearing shield, a stator, a rotor, and a communicating hollow shaft and a hollow toroid valve filled with a ferromagnetic liquid heat exchanger, tubular inserts installed in the shaft cavity and connected with radial tubes bent around the periphery in the tangential direction located in the cavity of the heat exchanger fan, magnets mounted on the bearing shield with magnetic field strength increasing schuyus axis from the closed to the periphery of the electrical machine,

К недостаткам машины относитс  невысока  эффективность охлаждени , обусловXI OsThe disadvantages of the machine are low cooling efficiency, due to XI Os

SS

ЮYU

оabout

ленна  значительным гидравлическим сопротивлением радиальных трубок, а также отсутствием возможности регулировани  интенсивностью циркул  ции охлаждающей жидкости.It is characterized by significant hydraulic resistance of the radial tubes, as well as the inability to control the circulation rate of the coolant.

Цель изобретени  - повышение эффективности охлаждени .The purpose of the invention is to increase the cooling efficiency.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в закрытой электрической машине, содержащей корпус, подшипниковый щит, статор , ротор, заполненные охлаждающей ферромагнитной жидкостью, сообщающиес  полый вал и полый вен тил тор-теплооб- менник, трубчатую вставку, размещенную в полости вала и сообщающуюс  с полост ми вентил тора-теплообменника, напорный элемент, посто нные магниты,, установленные на подшипниковом щите, напорный элемент выполнен в виде перегородки полости вентил тора теплообменника с отверстием и нагнетающей лопастью, расположенными на уровне полюсов посто нных магнитов, которые установлены с возможностью перемещени  в осевом направлении ,The goal is achieved by the fact that in a closed electric machine comprising a housing, a bearing shield, a stator, a rotor, filled with a cooling ferromagnetic fluid, a communicating hollow shaft and a hollow fan-heat exchanger, a tubular insert placed in the cavity of the shaft and communicating with the cavity heat exchanger fans, pressure element, permanent magnets, mounted on the bearing shield, the pressure element is designed as a partition wall of the cavity of the heat exchanger fan with a hole and pressure blade, nnym poles at the level of permanent magnets which are mounted movably in the axial direction,

На фиг 1 представлена закрыта  электрическа  машина в продольном разрезе; на фиг. 2 - ее поперечный разрез.Fig 1 shows a closed electric machine in a longitudinal section; in fig. 2 - its cross-section.

Закрыта  электрическа  машина состоит из оребренного корпуса 1, подшипниковых щитов 2, статора 3, ротора 4, полого вала 5, полого вентил тора-теплообменника 6, заполненных охлаждающей ферромагнитной жидкостью 7, трубчатой вставки 8, посто нных магнитов 9, напорного элемента в виде перегородки 12 полости вентил тора теплообменника, с отверстием 10 и нагнетающей лопастью 11, общего основани  13 посто нных магнитов, винтовой резьбы 14, соосной с осью вала 5, первой 15 и второй 16 полостей вентил тора-теплообменника .The electrical machine is closed and consists of finned casing 1, bearing shields 2, stator 3, rotor 4, hollow shaft 5, hollow heat exchanger fan 6 filled with ferromagnetic liquid cooling 7, tubular insert 8, permanent magnets 9, and a pressure element in the form of a partition 12 of the cavity of the heat exchanger fan, with an opening 10 and an injection blade 11, a common base 13 of the permanent magnets, a screw thread 14 coaxial with the axis of the shaft 5, the first 15 and the second 16 cavities of the heat exchanger fan.

Закрыта  электрическа  машина работает следующим образом Под действием магнитного пол  полюсов посто нных магнитов 9 ферромагнитна  жидкость 7 вблизи от них измен ет свои физические свойства, приобрета  в зкость, превышающую в зкость жидкости на периферии от полюсов. При вращении вентил тора-теплообменника 6 с помощью напорного элемента в виде отверсти  10с нагнетающей лопастью 11 на перегородке 12 полости вентил тора-теплообменника 6 происходит зачерпывание охлаждающей ферромагнитной жидкости 7 в зонах ее повышенной в зкости на уровне посто нных магнитов 9, что обеспечивает гидравлический напор теплоносител  из первой полости вентил тора-теплообменника 15 вето вторую полость 16 и тем самымThe electrical machine is closed as follows. Under the action of the magnetic field of the poles of the permanent magnets 9, the ferromagnetic fluid 7 near them changes its physical properties, acquiring a viscosity greater than that of the fluid at the periphery of the poles. When the fan-heat exchanger 6 rotates with the help of a pressure element in the form of an aperture 10c, an injection blade 11 on the partition 12 of the cavity of the fan-heat exchanger 6 causes the cooling ferromagnetic fluid 7 to be scooped in the areas of its increased viscosity at the level of permanent magnets 9, which provides hydraulic pressure coolant from the first cavity of the fan-heat exchanger 15 veto the second cavity 16 and thereby

циркул цию по контуру: полость 16 вентил тора-теплообменника , трубчата  вставка 8, полый вал 5, полость 15 вентил тора теплообменника . Этим достигаетс  интенсивность циркул ции охлаждающей жидкости в теплопередающем контуре, в процессе которой тепло, отобранное охлаждающей ферромагнитной жидкостью от стенок полого вала 5, отводитс  в окружающую средуCirculation along the contour: cavity 16 of the heat exchanger fan, tubular insert 8, hollow shaft 5, cavity 15 of the heat exchanger fan. This achieves the intensity of the coolant circulation in the heat transfer circuit, during which the heat selected by the cooling ferromagnetic fluid from the walls of the hollow shaft 5 is discharged into the environment

посредством оребренного вентил тора-теплообменника 6. При этом щель 10 с нагнетающей лопастью 11 расположены на уровне полюсов посто нных магнитов 9, создающих зоны наибольшей напр женности магнитного пол  и соответственно зоны наибольшей в зкости ферромагнитной жидкости . Измен   зазор посто нных магнитов 9, размещенных на общем основании 13, путем его перемещени  по винтовой резьбеby means of a finned fan-heat exchanger 6. At the same time, the slot 10 with the injection blade 11 is located at the level of the poles of the permanent magnets 9, creating zones of the greatest intensity of the magnetic field and, accordingly, the zone of greatest viscosity of the ferromagnetic fluid. Change the gap of the permanent magnets 9 placed on the common base 13 by moving it along a screw thread

14, по отношению к вентил тору-теплообменнику б можно измен ть напр женность магнитного пол  внутри полости 15. Изменение напр женности магнитного пол  определ ет изменение в зкости ферромагнитной жидкости и эффективности ее зачерпывани  напорным элементом в виде направл ющей лопасти с отверстием на перегородке полости вентил тора-теплообменника , что позвол ет управл ть интенсивностью циркул ции теплоносител .14, with respect to the fan-heat exchanger b, the magnetic field inside the cavity 15 can be changed. The change in the magnetic field strength determines the change in the viscosity of the ferromagnetic fluid and its efficiency of scooping the pressure element in the form of a guide blade with a hole in the cavity partition wall torus-heat exchanger, which allows control of the circulation rate of the coolant.

Изобретение иллюстрируетс  следующим примером. На базе типового т гового двигател  ,5 с применением ферромагнитной жидкости на основе масла маркиThe invention is illustrated by the following example. Based on a typical traction engine, 5 using ferromagnetic fluid based on oil grade

ХВ с посто нными феррит-бариевыми магнитами типа 15 БАЗОО, достигнуто существенное улучшение эффективности охлаждени , обеспечивающее отношение часовой мощности двигател  к длительнойXB with permanent ferrite-barium magnets of type 15 BAZOO, a significant improvement in cooling efficiency has been achieved, providing the ratio of engine hourly power to long

мощности 0,75...0,8.power 0.75 ... 0.8.

Claims (1)

Формула изобретени  Закрыта  электрическа  машина, содержаща  корпус, подшипниковый щит,Claims of the invention An electric machine is closed, comprising a housing, a bearing shield, статор, ротор, заполненные охлаждающей ферромагнитной жидкостью, сообщающиес  полый вал и полый вентил тор-теплообменник , трубчатую вставку, размещенную в полост вала и сообщающуюс  с полост миa stator, a rotor, filled with a cooling ferromagnetic fluid, a connected hollow shaft and a hollow fan-heat exchanger, a tubular insert placed in the shaft cavity and communicating with the cavities вентил тора-теплообменника, напорный элемент и посто нные магниты, установленные на подшипниковом щите, отличающа с  тем, что, с целью повышени  эффективности охлаждени , напорный элемент выполнен в виде перегородки полости вентил тора-теплообменника с отверстием и нагнетающей лопастью, расположенными на полюсов посто нных магнитов, которые установлены с возможностью перемещени  в осевом направлении.a heat exchanger fan, a pressure element and permanent magnets mounted on a bearing shield, characterized in that, in order to increase cooling efficiency, the pressure element is made in the form of a cavity wall of a heat exchanger fan with a hole and pressure blade located on poles These magnets are mounted for movement in the axial direction. Фиг.11 А-АAa Фиг. 2FIG. 2