UA80177C2 - Electrical machine having an air cooling - Google Patents

Abstract

An electrical machine having air cooling is used in traction electrical machines of diesel locomotives, for example, in traction generators with air cooling having open cycle ventilation, with consecutive blowing of rotor and stator axial channels. The electrical machine consists of windows for let air in and out, a stator and a rotor having axial channels. Stator and rotor axial channels are implemented on the outer side of stator package and interconnect with output windows in the body. A stator pressure plate is installed from air inlet side being implemented without ventilation ports. This provides a blowing of axial channels of the same airflow without additional constructive elements inside the machine and reduces cooling airflow though the electrical machine.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Дане технічне рішення відноситься до електромашинобудування, а саме, до тягових електричних машин 2 тепловозів, зокрема до тягових генераторів, і стосується охолодження електричних машин з розімкнутим циклом вентиляції.This technical solution relates to electrical engineering, namely, to traction electric machines of 2 diesel locomotives, in particular to traction generators, and concerns the cooling of electric machines with an open ventilation cycle.

Відомі електричні машини з досить високою ефективністю використання охолоджуючого повітря за рахунок збільшення тепловіддаючої поверхні вентиляційних каналів і зменшення їхнього гідравлічного діаметра, підвищення тепловіддачі на тепловіддаючих поверхнях шляхом турбулізації і збільшення швидкості повітряного 70 потоку, які дозволяють зменшити витрату охолоджуючого повітря і витрати потужності на охолодження |А. С.Known electric machines with a fairly high efficiency of using cooling air due to increasing the heat-emitting surface of ventilation channels and reducing their hydraulic diameter, increasing heat transfer on heat-emitting surfaces by means of turbulence and increasing the speed of the air flow, which allow to reduce the consumption of cooling air and the consumption of power for cooling |А . WITH.

Мо765937 НО2К 9/04 Бюл.Мо35 опубл. 23.09.80; А. С. Моб78599 НО2К 9/20 Бюл.Мо29 опубл.0О5.08.79; патент ЧССРMo765937 НО2К 9/04 Bul. Mo35 publ. 23.09.80; A. S. Mob78599 NO2K 9/20 Byul. Mo29 publ. 0О5.08.79; Czech SSR patent

Мо115724 НО2К, кл. 21 а! 55/02, опубл. 15.08.65). Однак можливості цих способів зменшення витрати охолоджуючого повітря в значній мірі вичерпані, тому що при інтенсифікації процесів охолодження такими способами зростає перекіс температури обмоток по довжині і максимальній температурі, що визначає термін т служби ізоляції.Мо115724 НО2К, cl. 21 a! 55/02, publ. 15.08.65). However, the possibilities of these ways of reducing the consumption of cooling air are largely exhausted, because with the intensification of the cooling processes by such methods, the temperature deviation of the windings along the length and the maximum temperature increases, which determines the term t of the insulation service.

Найближчим аналогом, обраним за прототип, є електрична машина з повітряним охолодженням з розімкнутою вентиляцією, яка містить корпус із вхідним і вихідним отворами, виконаними на одному з його торців, статор і ротор з аксіаальними каналами з перегородкою усередині машини, яка відокремлює аксіальні канали статора від аксіальних каналів ротора, яка забезпечує їхню послідовну продувку одним потоком повітряThe closest analogue chosen for the prototype is an air-cooled electric machine with open ventilation, which contains a housing with inlet and outlet holes formed on one of its ends, a stator and a rotor with axial channels with a partition inside the machine that separates the axial channels of the stator from axial channels of the rotor, which ensures their sequential blowing by one air stream

ІА.С. Мо1508313А1, кл.А4НО2К 9/02, бюл.Мо34,1989р.ї. Це дозволяє зменшити витрату повітря через машину і забезпечити вирівнювання температури обмотки статора по довжині, однак зазначена конструкція передбачає установлення розділової перегородки між аксіальними каналами ротора та аксіальними каналами статора усередині машини. її установка і закріплення в зоні розташування лобових частин викликає технологічні і конструктивні труднощі. Тому реалізація послідовної продувки каналів ротора й статора в даній конструкції с 29 проблематична. Ге)IAS Мо1508313А1, cl. А4НО2К 9/02, bul. Мо34, 1989 This allows to reduce the flow of air through the machine and ensure equalization of the temperature of the stator winding along the length, however, the specified design involves the installation of a partition between the axial channels of the rotor and the axial channels of the stator inside the machine. its installation and fixing in the area of the location of the frontal parts causes technological and constructive difficulties. Therefore, the implementation of sequential purging of the rotor and stator channels in this design with 29 is problematic. Gee)

В основу винаходу поставлене завдання зменшення витрат потужності на охолодження електричної машини шляхом більш ефективного використання охолоджуючого повітря у вентиляційних трактах і відповідному зменшенні його кількості, яке проходить через машину. Поставлене завдання особливо актуальне при наявності мереж для підведення й відводу охолоджуючого повітря, які мають гідравлічний опір, порівнянний з гідравлічним - 3о опором електричної машини. Це має місце в тягових електричних машинах тепловозів, наприклад, у тягових - генераторах. Поставлене завдання вирішується тим, що в електричній машині з повітряним охолодженням з розімкнутим циклом вентиляції, з послідовною продувкою аксіальних каналів ротора й статора, яка містить - корпус із вікнами для входу й виходу повітря, статор і ротор з аксіальними каналами, відповідно до винаходу, І ав аксіальні канали статора виконані на зовнішньому діаметрі пакета статора, сполученими з отворами в корпусі, і натискна плита статора з боку входу повітря виконана без вентиляційних отворів з метою забезпечення со послідовної продувки аксіальних каналів ротора й статора тим самим потоком повітря і відповідного зменшення витрати охолоджуючого повітря через електричну машину без додаткових конструктивних елементів усередині машини. « дю На Фіг.1 зображена пропонована електрична машина, поздовжній розріз, на Фіг.2 - те ж, вид з боку входу - -о виходу повітря, на Фіг.З3 - варіант виконання аксіальних каналів статора в поперечному розрізі А-А, на Фіг.4 - с варіант виконання статора з боку входу повітря з натискними пальцями і натискною плитою. :з» Електрична машина має корпус 1, в якому розміщений статор 2 з обмоткою 3. Статор 2 має аксіальні канали 4, розташовані на зовнішньому діаметрі пакета статора для можливості виходу повітря з них через вікна 5 у корпусі 1 у вихідний патрубок 6. Ротор 7 має аксіальні канали між полюсами 8. У вхідному патрубку 9 є вхідне со 395 вікно 10. Аксіальні канали статора й аксіальні канали ротора з боку входу повітря розділені натискною плитою 11 без вентиляційних отворів у ній. Корпус 1 може мати ребра 12 для установлення статорного пакета і (ав) забезпечення необхідного прохідного перерізу аксіальних каналів статора. -з Електрична машина працює таким чином.The invention is based on the task of reducing power consumption for cooling an electric machine by more efficient use of cooling air in the ventilation ducts and correspondingly reducing its amount passing through the machine. The given task is especially relevant in the presence of networks for the supply and removal of cooling air, which have a hydraulic resistance comparable to the hydraulic - 3o resistance of an electric machine. This takes place in traction electric machines of diesel locomotives, for example, in traction generators. The task is solved by the fact that in an electric machine with air cooling with an open ventilation cycle, with sequential blowing of the axial channels of the rotor and stator, which contains - a housing with windows for air entry and exit, a stator and a rotor with axial channels, according to the invention, AND and the stator axial channels are made on the outer diameter of the stator package, connected to the holes in the housing, and the stator pressure plate on the air inlet side is made without ventilation holes in order to ensure consistent blowing of the rotor and stator axial channels with the same air flow and a corresponding reduction in cooling air consumption through an electric machine without additional structural elements inside the machine. « du Fig. 1 shows the proposed electric machine, a longitudinal section, Fig. 2 - the same, a view from the side of the air inlet - - about the air outlet, Fig. 3 - a variant of the execution of the stator axial channels in the cross section A-A, on Fig. 4 is a version of the stator from the air inlet side with pressure fingers and a pressure plate. :z" The electric machine has a housing 1, in which a stator 2 with a winding 3 is placed. The stator 2 has axial channels 4 located on the outer diameter of the stator package for the possibility of air exiting them through the windows 5 in the housing 1 to the outlet nozzle 6. Rotor 7 has axial channels between the poles 8. In the inlet nozzle 9 there is an inlet so 395 window 10. Axial channels of the stator and axial channels of the rotor on the air inlet side are separated by a pressure plate 11 without ventilation holes in it. The housing 1 can have ribs 12 for installing the stator package and (а) providing the necessary passage section of the axial channels of the stator. -z An electric car works like this.

Охолоджуючий потік повітря від напірного пристрою надходить через вхідне вікно 10 і розтікається в - І 50 порожнині вхідного патрубка 9, омиваючи лобові частини обмотки 3. Далі повітряний потік входить у міжполюсні «мч канали ротора 7 і в повітряний зазор між ротором і статором. Потім, обдуваючи лобові частини обмотки статора з боку протилежного входу, повітряний потік входить в аксіальні канали статора 4, а потім через вихідні отвори 5 у корпусі 1 у патрубок, що відводить, 6. Натискна плита 11 без вентиляційних отворів запобігає перетіканню повітря із вхідного патрубка 9 у патрубок, що відводить, б, минаючи аксіальні канали ротора й статора.The cooling air flow from the pressure device enters through the inlet window 10 and spreads into the - I 50 cavity of the inlet nozzle 9, washing the frontal parts of the winding 3. Then the air flow enters the interpole "mch channels of the rotor 7 and into the air gap between the rotor and the stator. Then, blowing the frontal parts of the stator winding from the side of the opposite entrance, the air flow enters the axial channels of the stator 4, and then through the outlet holes 5 in the housing 1 into the outlet pipe 6. The pressure plate 11 without ventilation holes prevents the air from flowing from the inlet pipe 9 into the outlet, b, bypassing the axial channels of the rotor and stator.

ГФ) Послідовна продувка аксіальних каналів ротора і статора дозволяє зменшити витрату охолоджуючого повітря 7 через електричну машину на 40-5095. При цьому, залежно від гідравлічного опору підводяще-відводящих мереж, витрати потужності на вентиляцію зменшуються на 20-50905.GF) Consecutive blowing of the axial channels of the rotor and stator allows to reduce the consumption of cooling air 7 through the electric machine by 40-5095. At the same time, depending on the hydraulic resistance of supply-discharge networks, power consumption for ventilation is reduced by 20-50905.

Claims (1)

Формула винаходуThe formula of the invention Електрична машина з повітряним охолодженням з розімкнутим циклом вентиляції з послідовною продувкою аксіальних каналів ротора й статора, яка містить корпус із вікнами для входу й виходу повітря, статор і ротор бо з аксідльними каналами, яка відрізняється тим, що має натискну плиту статора, яка встановлена з боку входу повітря і відділяє аксіальні канали статора від аксіальних каналів ротора, при цьому аксіальні канали статора виконані на зовнішній поверхні пакета статора і сполучені з вихідними вікнами в корпусі. с щі 6) ча ча «- «в) г) -An air-cooled electric machine with an open ventilation cycle with sequential blowing of the axial passages of the rotor and stator, which includes a housing with windows for the entry and exit of air, a stator and a rotor with axial passages, which is distinguished by having a pressure plate of the stator, which is installed with side of the air inlet and separates the axial channels of the stator from the axial channels of the rotor, while the axial channels of the stator are made on the outer surface of the stator package and are connected to the output windows in the housing. c schi 6) cha cha «- «c) d) - с . и? (ее) («в) - -І що іме) 60 б5with . and? (ee) («c) - -And what has) 60 b5