Якорь электрической машины

)5 Н 02 К 1/ ОПИСАНИК АВТОРСКОМ ИЭОБРЕТИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР(71) Харьковский институт инженеров железнодорожного транспорта и Научно". исследовательский, проектно-конструк" торский и технологический институт тяжелого электромашиностроения Харь" ковского завода "Электромаш" им. В,И.Ленина(56) Авторское свидетельство СССР Р 228765, кл, Н 02 К 1/32, 1966,Авторское свидетельство СССР М 957358, кл, Н 02 К 1/32, 1980, (54) ЯКОРЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к электро-. машиностроению, в частности к элект" рическим машинам постоянного тока с аксиальной вентиляцией. Цель изобре" тения - повышение надежности и нагрузочной способности якоря электричеса кой машины. Якорь электрической машины состоит из шихтованного сердечника 1 с аксиальными вентиляционными кана" лами 2, обмоткой 3, размещенной в пазах. Внутри вентиляционного канала со стороны входа хладагента установлены тепловые экраны 5 из материала с низкой теплопроводностью. Установка тепловых экранов в аксиальных каналах приводит к понижению интенсивности охлаждения близлежащего участка обмотки и, соответственно,. к подъему ее местной температуры, При этом снижается подогрев охлаждающего воздуха внутри аксиальных каналов, что приводит к резкому снижению температуры : стали и меди на участке якоря, распо- ф ложенном за тепловыми экранами, Это приводит к снижению максимальной температуры обмотки, ито скаецвается иа повышении надежности обмотки якоря и повышении его нагрузочной способно- Е сти, 4 ил,50 Изобретение относится к машиностроению, в частности к электрическиммашинам постоянного тока с аксиальнойвентиляцией общепромышленного приме 5нения и к тепловозным электродвигате"лям, характеризующимся высоким уровнем тепловых нагрузок якоря.Целью изобретения является повышение надежности и нагрузочной способ",ности якоря электрической машины путемвыравнивания. распределения температу ры по длине якоря.На Фиг.1 представлен якорь элект рической .машины постоянного тока,продольный разрез;на фиг.2 " разрез А"Ана фиг.1; на фиг.3 -тепловой экран; на, фиг.4 - распределение температур (полученное расчетом) по длине обмотки, емого).Якорь электрической машины состоитиз шихтованного из электротехническойстали сердечника 1 с аксиальными вентиляционными каналами 2 и обмотки 3, 25размещенной в пазах 4. Вентиляционныеканалы выполнены с изменением по длине их гидравлического сечения: состороны входа хладагента в вентиляци онный канал его сечение уменьшено. З 0В этой зоне внутри канала установле"ны тепловые экраны 5 из материала снизкой теплопроводностью, напримеризотформованной и запеченной стеклоткани, Экраны установлены со стороны, торца 6 якоря примерно на одной трети, его длины. В этой части якоря лобовые,части 7 обмотки электрически соедине ны с петушками 8 коллектора 9. Нафиг.1 обозначены торцовая поверхность 4010 сердечника якоря со стороны выходавоздуха иэ якоря и наружная поверхность 11 якоря. Внутренняя поверхность12 тепловых экранов на большей частидлины имеет трубчатую Форму с неиэменным поперечным сечением. На частивнутренней поверхности тепловых экранов выполняются местные выступы 13для турбулизации воздушного потока.При работе якоря под нагрузкойвоздух поступает в аксиальные вентиляционные каналы со стороны торца 6якоря и, проходя через каналы, выходит со стороны торца 10 якоря. В томже направлении движется охлаждающий55воздух и со стороны наружной поверхности якоря,Полученное расчетным путем распределение температуры по длине обмотки в,номинальном режиме работы якоря традиционного исполнения (фиг.4, зависимость А) имеет на длине сердец" ника Е - линейный участок, наклон которого определяется подогревом воздуха по длине аксиальных каналов.Величина подогрева воздуха по длине каналов для высокоиспольэованных машин может достигать 30-50 С. В зоне лобовых частей 1, (со стороны входа воздуха в каналы) и Ь (со стороны выхода иэ каналов) распределение температуры по длине обмотки имеет нелинейный характер, что объясняется влиянием теплопередачи по длине обмотки, Максимум температуры имеет место у торца 1 якоря, Для предложенной конструкции характерно иное распределение температуры (фиг.4, зависимость В). Установка тепловых экранов в аксиальные каналы на длине 1, приводит к понижению интенсивности охлаждения близлежащего участка обмотки и, соответственно, к подъему ее местной температуры. Увеличивается также температура лобовой части на длине Ь, Приэтом происходит перераспределение тепловых потоков от обмотки к охлаждающему воздуху: уменьшается доля потерь, отводимых в сторону аксиальных каналов, и возрастает доля потерь, отводимых с наружной поверхности якоря. Приэтом снижается подогрев охлаждающеговоздуха внутри аксиальных каналов. Этоприводит к тому, что на границе, гдеохлаждающий воздух, выходя из тепловыхэкранов, начинает непосредственно омывать стенки аксиальных каналов, наблю".дается резкое снижение температуры. В дальнейшем зависимость В проходит ниже зависимости А. К торцу 10 якоря поступает более холодный воздух. Это приводит к снижению максимальной температуры обмотки якоря в зоне торца 10Если для якоря традиционной конструкции примерно 80 потерь в обмотке отводится воздухом, проходящим через аксиальные каналы, то в предложенном якоре эта доля может быть уменьшена примерно до 651. Это обеспечит снижение максимальной температуры обмотки якоря примерно на 10"С.Общий градиент температуры обмотки на длине сердечника в предложенной конструкции д В снижен по сравнению с соответствующей величиной 4 Ы для традиционного исполнения якоря в ре" эультате снижения максмума температурбулизацией потока воздуха внутри,аксиального канала местными выступами. Это обеспечивает повышение коэф 1фициента теплоотдачи с поверхности канала, свободной от теплового экрана,и приводит к дальнейшему снижениюмаксимальной температуры обмотки якоря и выравниванию ее распределения по О длине. Формула изобретения 5 Якорь электрической машины, преимущественно тягового электродвигателя, состоящий из сердечника с аксиальными вентиляционными каналами иобмотки, размещенной в его пазах, 20 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения надежности и нагрузочной способности путем выоавниванияраспределвния температур по длине,со стороны входа хладагента в венти ляционных каналах установлены цилиндрические тепловые экраны из материала с низкой теплопроводностью,. 15398туры у торца 1 О, а также в результатеповышения температуры обмотки у торца б, Это благоприятно сказывается нанадежности обмотки при многократныхвоздействиях на нее температурныхциклов в процессе эксплуатации,Таким образом, достигается вырав"нивание температуры по длине обмоткиякоря, снижение ее максимальногоуровня, что способствует повышениюнадежности и нагрузочной способностиякоря.Тепловые экраны могут быть установлены на любом участке вентиляционных каналов. Однако наиболее эффективна с точки зрения работоспособности конструкции и ее технологичностиустановка экранов непосредственно уторца 6 якоря со стороны входа охлаждающего воздуха в каналы, При этомв наибольшей мере ограничивается от"вод потерь в каналы, вызывающий неже"лательный подогрев воздуха, упрощает-,ся крепление экрана в канале.Дальнейшее повышение эффективностипредложенной конструкции достигается1543498 Составитель Г.Чебыкинловская Техред М,Ходаяич Корректо М,СамборскаРедактор Л Подписн а ГКНТ СС ВНИИП енно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,101 роиз эива ет в6 Тираж 4 осударственного комитета по. изобр 113035, Москва, Б, Рау ениям кая н открытиям д 4/5