Асинхронный электродвигатель

, ЭЛЕКТРОДВИГА 20 ГОСУДАР СТВЕННОЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения. состоит в ,повышении эффективности охлаждения. Асинхронный электродвигатель содержит тороидальный статор 1 с обмоткой 2, закрепленный на валу 5 при помощи фланца 3, ведущее звено 14 механической передачи и вращающийся подшипниковый щит с лопатками вентилятора. Благодаря тому, что под ведущим звеном механической передачи на щите расположена теплообменная камера с лабиринтом 21 и осевым вентилятором 15, обеспечивается достижение поставленной цели. 4 э.п, Ф-лы, 5 ил.Изобретение относится к электротехнике, в частности к технике охлаждения электродвигателей с внешним ротором.Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения,На фиг,1 показан асинхронный электродвигатель; на фиг,2 - то же, с расположением по разные стороны теплообменнойкамеры и фланца; на фиг,3 и 4 - то же, с,разным расположением кольцевого экрана,под лобовой частью и закреплением цилин, дрической перегородкой на роторе; на фиг.5 -,то же, с вентиляционными лопатками навнешней поверхности камеры.Электродвигатель содержит сердечникстатора 1 с кольцевой обмоткой 2, закрепленный через фланец 3 с окнами 4 на валу5, ротор с внешним центробежным вентилятором 6, состоящий из связанных междусобой торцовой стенкой 7 внешнего 8 ивнутреннего 9 пакетов с короткоэамкнутыми обмотками, щит 10 с внешним 11 и внутренним 12 центробежными вентиляторами,, охладительную камеру с внешним радиатором 13, расположенную в ведущем звенемеханической передачи 14, сблокирован ном с двигателем, осевой вентилятор 15 вохладительной камере, подшипники 16 и 17,нэ которых вращается на валу ротор со щитом и ведущим звеном. Вал двигателя своими концами 18 и 19 неподвижно закрепленв механизме. Выводные концы.20 статора, выведены через вал,Фланец 3 имеет кольцевую перегородку21, делящую охладительную камеру с образованием внутреннего 22 и внешнего 23кольцевых зазоров. Во внешнем кольцевомзазоре на внутренней поверхности ведуще, го звена установлен осевой вентилятор 15,Внутренний кольцевой зазор 22 может бытьвыполнен в виде отдельных аксиальных ка налов, являющихся продолжениями окон 4во фланце 3,Ротор в торцовой стенке имеет окна 24,сообщающиеся с внешним кольцевым зазором 25 охладительной камеры, образованным являющейся частью роторацилиндрической перегородкой 26, на которой во внутреннем кольцевом зазоре 27 закреплен осевой вентилятор 15,Внешний кольцевой зазор 25 можетбыть выполнен в виде отдельных аксиальных каналов, являющихся продолжениямиокон 24,Кольцевой экран 28 обеспечивает определенность направления воздушных потоков внутри двигателя, изображенного нафиг.2,Ведущий элемент механической передачи 14 может быть отделен от охладительной камеры кольцевым зазором 29. Навнешней поверхности камеры могут бытьзакреплены лопасти 30, расположенного взазоре 29 осевого вентилятора.5 Такая конструкция реализуема при габаритных размерах элементов конструкции,позволяющих разместить их друг в друге собразованием зазора 29,Двигатель работает следующим обра 10 зом.В середине статора 1 создается вращающееся магнитное поле, взаимодействующее с короткоэамкнутыми обмоткамивнешнего 8 и внутреннего 9 пакетов ротора.15 Возникающий электромагнитный моментвращает установленный на подшипникахротор со связанным с ним ведущим звеноммеханической передачи,Ведущим звеном механической переда 20 чи может являться шкив ременной передачи, шестерня зубчатой передачи, звездочкацепной передачи и т,п. в данном случаешкив клиноременной передачи).Охлаждение двигателя, изображенного25 на фиг.1. осуществляется следующим обра-зом.Внешний воздушный поток 31, создаваемый вентилятором 6, охлаждает внешнююповерхность стенки 7 ротора. Внешний воз 30 душный поток 32, создаваемый вентилятором 11, обтекает охладительную камеру срадиатором 13 и щит 10, охлаждая их внешние поверхности. Осевой вентилятор 15 создает внутренний воздушный поток 33,35 проходящий по кольцевому каналу 23 и контактирующий с внутренними поверхностями охладительной камеры и далеепрогоняемый центробежным вентилятором12 по вутренней поверхности щита 10. По 40 ток 33 отдает тепло внутреннего теплоносителя-воздуха на эти поверхности.Вентилятор 15 работает в режиме всасывания нагретого воздуха от очагов нагревания,которыми являются пакеты ротора и в боль 45 шей степени сердечник статора,От вентилятора 12 поток охлажденноговоздуха направляется к нагретым зонам иразделяется на два: первый поток 34 обтекает фланец 3 и, отбирая тепло от лобовой50 части сердечника статора, проходит от периферии к окнам 4 фланца, второй поток 35проходит по воздушному зазору между сердечником статора и внешним ротором и аксиальным каналом периферии сердечника,55 отбирая тепло, и выходит на внутреннююповерхность стенки 7, отдавая ей тепло иодновременно охлаждая вторую лобовуючасть сердечника статора, и уходит черезвоздушный зазор 36 между сердечникомстатора и внутренним ротором и аксиаль 166720010 сердечника и охлаждающий их. Поток 42 35 Из зоны 43 воздух всасывается через 40 4 фланца 3, откуда и производится забор 50 воздуха вентилятором 12.Направление потока 47 воздуха к охладительной камере или потока 48 к вентилятору 12 в зазоре 49 между сердечником 55 ные каналы на внутренней поверхности сердечника к окнам 4 фланца. Оба потока встречаются у окон 4 фланца и всасываются в них, образуя поток 37 во внутреннем кольцевом зазоре охладительной камеры, который, попадая в расширяющуюся зону 38, проходит первую ступень охлаждения за счет дадения давления далее, отдавая тепло внутренним поверхностям охладительной камеры, вторую ступень охлаждения, в зоне на выходе иэ канала 23 на счет разрежения третью ступень охлаждения, на поверхностях вентилятора 12 и внутренней поверхности щита 10 четвертую ступень охлаждения и в зоне стенки 7 пятую.Охлаждение двигателя, изображенного на фиг.2, происходит аналогично описанному, но с некоторыми особенностями.Внешний воздушный поток 39, создаваемый вентилятором 6, обтекает охладительную камеру с радиатором 13 и внешнюю поверхность торцовой стенки 7. охлаждая их. Внешний поток 40 воздуха, создаваемый вентилятором 11, охлаждает внешнюю поверхность щита. Внутренние потоки воздуха создаются центробежным вентилятором 12 и осевым вентилятором 15.Воздух в зоне охлаждения вентилятора 12 движется по внутренней поверхности щита и разделяется на поток 41, охлаждающий лобовую часть сердечника статора, и поток 42, проходящий через воздушный зазор между сердечником статора и внешним ротором и аксиальные каналы в периферии воздуха выходит в зону 43 охлаждения кторцовой стенке 7, отдавая ей тепло и ох.лаждая вторую лобовую часть сердечникастатора. каналы 24 в кольцевой зазор 25 охладительной камеры, образуя поток 44, Поток 44 характеризуется активной теплоотдачей на внутренние поверхности охладительной камеры, охлаждаемой внешним потоком 39, и снижением температуры за счет разрежения, создаваемого осевым вентилятором 15, который образует поток 45, проходящий через зазор 46 между ротором и валом к окнам статора и внутренним ротором и аксиальных каналах на внутренней поверхности сердечника статора определяется температурными градиентами внутренних зон двигателя и соответственно принятыми производительностями и напорами вентиляторов 12 и, в первую очередь, 15. Как следствие, поток 41 воздуха может эасасыааться в зазор 49 или попадать к окнам 4 фланца 3. Дополнительно с варьированием 5 параметров вентиляторов 12 и 15 направление потока 41 может быть определено установкой .изображенного на фиг.З и 4 кольцевого экрана 28, который в положении, показанном на фиг,З, направляет поток 41 а зазор 49 и далее в охладительную камеру, а а положении, показанном на фиг.4, обеспечивает проход потока 41 через окна 4 фланцак вентилятору 12.На фиг.5 показан двигатель, в котором 5 активизируется внешний обдув охладительной камеры лопастями 30 вентилятора. Осевой вентилятор, лопасти которого являются и радиатором, осуществляет прокачку воздуха по внешней поверхности 50 охлади тельной камеры и направляет его череззазор 21 на центробежный вентилятор 11.Предлагаемый электродвигатель, снабженный охладителем с цилиндрической перегородкой. и системой вентиляторов, по 5 сравнению с известным повышает эффективность охлаждения и, как следствие, позволяет снизить перегревы обмотки статора, что, в свою очередь, обеспечивает воэможность уменьшения габаритов даига теля или повышения его номинальной мощности с улучшением массогабаритных показателей.Ф о р мул а из о брате ния 1. Асинхронный электродвигатель, содержащий тороидальный сердечник статора с кольцевой обмоткой, закрепленный на валу посредством фланца, внутренний и внешний сердечники ротора с короткозамкнутыми обмотками, скрепленные между собой торцовой стенкой, ведущее звено механической передачи и вращающийся подшипниковый щит на внутренней поверхности которого расположены лопатки вентилятора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с 5. целью повышения эффективности охлаждения, на щите электродвигателя под ведущим авеном механической передачи расположена теплообменная камера с размещенными а ней образующей лабиринт и закрепленной на фланце цилиндрической перегородкой и осевым вентилятором, а фланец выполнен с отверстиями, через которые полость вентилятора сообщается с полостью активных частей.2. Электродвигатель по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что на внешней поверхности теплообменной камеры установлены вентиляционные лопатки.3. Электродвигатель по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в зоне крепления1667200 9 статора под его лобовой частью установлен кольцевой экран с образованием эжектора в зоне разрежения у отверстий во фланце.4, Электродвигатель по пп, 1-3, а т л ич а ю щ и й с я тем, что теплообменная камера и фланец с отверстиями расположены по разные стороны от активных частей,5, Электродвигатель по нп, 1-4, о т л ич а ю щ и й с я тем, что цилиндрическая 5 перегородка выполнена вращающейся.зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 2531 Тираж 338 ВНИИПИ Государственного комитета по изоб 113035, Москва, Ж, РауПодписноетениям и открытиям при ГКНТ ССкая наб., 4/5