Магнитопровод ротора электрической машины

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советскитт Социалистических Республик(23) Приоритет -Опубликовано 15.07,75. БюллетеньДата опубликования описания 01,12.76 21( 1/3 всудврствеиный камнюСовета Министров СССРоо делам иэобретениВи открытии(71) Заявитель ГНИТОПРОВОД РОТОРА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ Известен магцитопровод ротора электрической машины с шихтованным пакетом, пластины которого имеот отверстия, образующие аксиальпые вентиляционные каналы.В предлагаемом магнитопроводе для улучшения охлаждения применен дополнительный пакет, образованный, пластинами с отверстиями, диаметр которых отличается от диаметра отверстий основного пакета, причем меньшее отверстие смещено в,радиальном направлении относительно большего к периферии до совмещения их крайних точек, а основные и дополнительные пакеты размещены на валу с чередованием в аксиальном направлении.На фиг. 1 показан описываемый магцитопровод, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез.Магцитопровод состоит из шихтованных пакетов 1 и 2 с аксиальными вентиляциопными каналами а и б большего и меньшего сечений, соответственно. Пакеты 1 и 2 поочередно посажены на вал 3 так, что каналы а и б совпадают в частях сечения, наиболее удаленных от оси вращения.При вращении магнитопровода на валу втягиваемый вентилятором воздух движется по каналам в направлении стрелки А, причем в каналах с большим сечением воздух расширяется и омывает увеличенную поверхность канала, В то же время, благодаря центробежнт ц 1)- :цщ 477503 ному эффекту воздух в расположенных близко к оси вращения частях каналов а отбрасывается в направлении стрелок Б, вследствие чего эта часть воздуха подхватывается потоком воздуха, движущимся в направлении стрелки А, и выносится к вентилятору.Таким образом, при вращении машины система каналов обеспечивает наряду с осевым движением воздуха его радиальное движение, чем достигается турбулентность аксиального потока воздуха и более интенсивное омывание поверхности магнитопровода.Отношение сечений каналов может бытьразным, однако ца практике целвсообразцее 5 выбрать отношение, равное примерно двум,так как в этом случае при достаточном эффекте увеличения поверхности охлаждения общее аэродинамическое сопротивление каналов не претерпевает существенного изменения и поте ри ца вентиляцию остаются на прежнемуровне.В машинах с аксиальной системой вентиляции примерно 75% выделяющегося от вращающейся части тепла отводится потоком 5 внутреннего воздуха через вентиляционныеканалы магцитопровода, поэтому увеличение поверхности интенсивной теплоотдачи при внутреннем обдуве обычно приводит к соответственному умецьшению перегрева обмоток, 30 расположенных на магнитопроводе, вследствие чего увеличивается срок служоы машины, Для использования запаса по перегреву в ряде случаев увеличивают плотность тока (наряду с уменьшением числа витков и сечения паза), что приводит к сокращению расхода материала обмотки при условцц сохранения перегрева обмотки ца прежнем приемлемом уровне.Получение вентиляционных каналов разного сечения це усложняет и це удорожает производство - часть штампов, выбивающих листы магцитопровода, выполняют с другой величиной вентиляционного отверстия, а порядок сборки соблодают при шихтовке магцитопровода,При разбиении мачитопровода ца пакеты с различным сечением вентиляционных каналов длину чередующихся пакетов выбирают такой, чтобы кацалы с большим сечением были, соответствегно, длиннее, что дает возможцость потоку воздуха расширяться при переходе из узкого канала в широкий. С учетом этого количество каналов большего сечения (по длине магитопровода) можцо вычислить по формуле1+ Л 2--- (1)г 1 2гл 21+ - )2где 1 - общая длина хагцитопровода;/т 2 - предварительно пришмаемая длинаканала с меньшим сечением;г, - радиус канала большего сечения;- радиус канала меньшего сечешя.Для уменьшения вецтиляциоццых потерь целесообразно ца входе и выходе магцитопровода выполнить каналы большего сечения. Тогда количество каналов ъе 5 ьпего сечениял,=а, - 1, (2)Длина пакета с каналами большего сеченияг,2л, = г (3)2Действительная длина пакета с каналамименьшего сечения(4)Л 2 -Л 2Предложеппа 1 система капа,1 ОВ широкого иузкого сеециЙ может заъ 1 еццть е 1 цял с пеР 3 мепым сечением радиусомГ Л+Г 2 И 2го= -- (5)+и 2Поверхность охлажден 51 канал 1 цецзмеццогосеченияЛ+Г 2 Л 2о= - 2 лго=2 л --- (лл+л 2 л,) . (6)г+цоПолная поверхность охлаокдеппя системы каналов ццрокого ц узкого сечений5=2 т (гип +г 2 и 2 л 2+л 2 (г,2 - г 22) . (7) Процентное увеличение поверхности охлаждеция прп переходе ца систему каналов широкого и узкого ссчецпй составляет(г,лг,+гот 2) (иг,л,+и 2 л,) (8)Пример замены канала неизменного сечениячередуощимпся кацаламп богьпего и меньшего сечений.Начальные данные: 7=300 мм, го=18 мм.10 Из механического и электромагнитного рас.четов определяют величину г до которойъожпо увеличить в некоторой части отдельныхпакетов радиус вентиляционного отверстия,Допустим, что г =20 мм.5Задаваясь соотношением сечений шпро 2кого и узкого каналов - , - .:. 2, находятГ 2 20 г 2=14 мм. Выбираот предварительную длину узкого канала и 2=15 мм,Число пакетов с шпрокимп каналами определяют по формуле (1) 2,5 300+15 л, = - =7. 15 31 исло пакетов с узкими каналами опреде.ляют по формуле (2)зо л 2=7 - 1=6.Длину пакета с широкими капаламц пахо.дят по формуле (3)т, =15 К 2=30 мм.Длину пакета с узкими каналами находятпо формуле (4)300 - 30(7и 2 ------ 15 мм.6Процентное увеличение поверхности охлаж.деция о=о, /- о,н+ - 10,75 1001 у,= 80 0,25+ -- ,1 = 68,7 С.0,75 1001123,3 60 65 Таким образом, церсгрев обмоток спцткаст 45(20 30 7+14 15 6+6 200) 100=123 3%45 Таким образом, поверхность интенсивноготеплообмеиа увеличивается более чем ца 23%, что приводит к существенному улучшению охлаждения магнитопровода и размещенных па цем обмоток.50 Допустю, что перегрев обмотки магпптопровода с каналами цеизмеццого сечения радиусом г, = 18 мм составляет 0=80 С.Поскольку около 75% выделяющегося тепла отводится аксиальым .потоком воздуха через 55 вентиляцпоццые каналы магпитопровода, топри замене капала с неизменным сечением иа систему чередуощцхся каналов радиусами г =20 мм и г 2=14 мм477503 6Предмет изобретени я Риг.2 Состави рептуневаненко Редакт йеоченко Техред о 1 эректор Р, Юснпов Заказ 5829ЦНИИП Изд ко. 837 Ти.раж 782осударствепиого комитета Совета Министров ССпо делам изобретении и открытий3035, Москва, Ж.35, Раугпская иаб., д. 4/5 однясное л. тин. Костромского управления издательств, полиграфии и кпиэкиой торговл ся более чем на 11 С, или на 13,8%. Это повышает срок службы и надежность машины.Поскольку 8= Р, гдето - ток расположенной на магиитопроводе обмотки, то полученное снижение перегрева дает возможность при том же сечении провода обмотки увеличитьо огток 1 па 6,о гоо, т. е. повысить на столько же его плотность. Это позволяет, соответственно, уменьшить на 6,5 о/в число витков обмотки и, таким образом. получить 6,5% экономии материала обмотки (как меди или алюминия, так и пзоляционного материала). В этом случае перегрев обмотки пе превышает прежний приемлемый уровень (80 С). Экономический эффект от применения вентиляционных каналов пе 1 эеменпого сечения достаточно высок, если учесть, что систему вентиляции с аксильными каналами имеют многие виды и типь 1 машин. Магнптопровод ротора электрической машины с шпхтованпым пакетом, пластины кото рого имеют отверстия, образующие аксиальные вентиляционные каналы, отличающийся тем, что, с целью улучшения охлаждения, применен дополнительный пакет, образованный пластинами с отверстиями, диаметр которых 1 О отличается от диаметра отверстий основногопакета, причем меньшее отверстие смещено в радиальном направлении относительно большего к периферии до совмещения пх крайних точек, а основные и дополнительные пакеты 15 размещены на валу с чередованием в аксиальпом направлении.