Ротор электрической машины

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскнвСоциалистическихРеспублик ф К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 15. 07. 76(21)2384071/24-07 с присоединением заявки Мо(23) ПриориетГосударственный комнтет СССР по делам нзобретеннй а н отнрытнй33 УДК 621 е 313.713 (0888) Опубликовано 230982. Бюллетень йо 35 Дата опубликования описания 23.09.82(72) Авторыизобретения Е,К. Берзин, А,Г. Мирошниченко и Л.К. Я 71) Заявитель вский ордена Ленина по ститут им. В.И. Ленина а техничес(54) РОТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИ 5 10 а.ания 5 Изобретение относится к электрическим машинам, обмотка возбуждения которых размещена на роторе и выполне на в виде многослойной спирали, продольная ось которой совпадает с продольной осью ротора, и может быть использовано, в часности, в машинах с когтеобраэньщи полюсами и в униполярных машинах.Известен ротор униполярной электрической машины, в котороМ продольная ось обмотки возбуждения совпадает с продольной осью ротора, а закрепление витков относительно каркаса и между собой произведено посредством сил трения 1).Известен также ротор электрической машины, содержащий несущую часть, на которой закреплен цилиндрический каркас с обмоткой возбуждения, вы полненной с продольной осью ротор С целью предотвращения проворачив обмотки относительно каркаса, на внутренней поверхности его цилиндрической части выполнены два продольных выступа, смещенныое относительно друг друга на 180 (2),Недостатком известной конструк. ции является слабое закрепление витков обмотки, так как удерживающие усилия передаются от несущей части через соседние витки, которые сами :пбявержены провороту, и эллипсность витков обмотки, получаемая при посадке каркаса с обмоткой на несущую часть, как известно, с увеличением наружного диаметра обмотки уменьшается. Особенно это проявляется при большой разнице между внутренним и наружным диаметрами. Другим недостатком является плохое охлаждение внутренних витков, так как хладагент омывает, только наружную цилиндрическую часть обмотки возбуждения, всле" дствие чего охлаждаются только наружные витки обмотки, а внутренние охлаждаются плохо из-за сплошной намотки витков, Эти недостатки;умень- шают надежность конструкции ротора, особенно при выполнении роторов машин большой мощности.Цель изобретения - повьааение надежности конструкции ротора.Для достижения этой цели ротор, содержащий несущий цилиндр и закреп- ленную на нем охлаждаемую многослойную .спиральную обмотку с продольной осью, совпадающей с продольной осью ротора, снабжен расположенными между слоями обмотки дополнительными несущими цилиндрами, сопряженными нну. ренней поверхностью с витками обмотки, причем все цилиндрывыполнены со спиральными пазами, нкоторых размещены витки каждогослоя обмотки и между смежными витками каждого слоя расположены спиральные каналы для прохода хладагента. При этом пазы цилиндров и витки обмоток могут иметь одинаковое попе речное сечение, и каждый внешний цилиндр может быть выполнен сопряженным с внутренним, на наружной поверхности которого расположены упомянутые каналы.15Кроме того, ротор может быть выполнен с дополнительными каналами для прохода хладагента, расположенными на внутренней поверхности каждого из дополнительных цилиндров.На фиг. 1 показан ротор, в котороМ 0 дополнительные цилиндры сопряжены внутренней поверхностью с витками обмотки, продольный разрез; на фиг. 2 - ротор, в котором пазы цилиндров и витки обмоток имеют одинаковое поперечное сечение, продольный разрез; на фиг. 3 - ротор, н котором выполнены дополнительные каналы для прохода хладагента, продольный разрез; на фиг 4 - разрез Л-А на фиг. 2; на фиг. 5 30 - диаграмма расположения пронорачивающей силы.На несущем цилиндре 1, закрытом с обеих сторон хностониками, закреп" лены от пронорачивания одним из из нестных способон, например при помощи радиальной шпонки 2, дополнитель" ные несущие цилиндры 3, на наружной поверхности которых выполнены спиральные пазы, в которые уложены вит ки 4 каждого слоя обмотки возбужденияДополнительные цилиндры 3 внутренней поверхностью сопряжены с витками 4 обмотки, Смежные витки 4 образуют между собой спиральные каналы 5 для 45 прохода хладагента. В хвостовиках б и 7 несущей части ротора выполнены каналы 8 и 9 соответственно для подачи и слива хладагента.В случае резко реверсивных режимов работы, с целью улучшения закре пления витков, пазы цилиндров и нит"; кон обмоток имеют равное сечение и ,каждый внешний цилиндр выполнен соп" ряженным с внутренним, а на внешней поверхности каждого цилиндра между 55 витками 4 расположены каналы 5 для прохода хладагента. Для улучшения охлаждения, увеличения поверхности контакта цилиндра 3 с хладагентом каналы 5 могут быть дополнительно 60 выполнены и на внутренней поверхности каждого цилиндраДля уменьшения величины зазоров и уменьшения необходимой намагничивающей силы обмотки возбуждения несущая часть может быть выполнена в виде вала с цилиндрическим сердечником . Эакрепление витков 4 обмотки ноэбуждения обеспечивается трением поверхностей витков о несущие цилиндры; трением витков о боковые поверхности паза; упором крайнего витка 4 продольной жесткости на сжатие всех витков, расположенных на одном цилиндре.Эа счет трения о боковые поверхности паза осуществляется самоторможение витков. Это поясняется диаграммой разложения поворачивающей силы Г, действующей на виток в точке, перпендикулярной радиусу ОВ, на состанляющие силы Г - касательную к спиграли, и Г прижимает виток к спинке паза и создает тормозящее трение тем большее, чем больше проворачивающая сила, что поВышает надежность ротора.Эффективное охлаждение обеспечено тем, что тепло отводится по всей длине поверхности витка через охлаждаемые хладагентом несущие цилиндры, а в случае больших токовых нагрузок и необходимости интенсивного охлаждения - непосредственно с его поверхности. Для охлаждения может быть использован как газообразный так и жидкий хладагент. Непосредственное закрепление витка, разделение и отделение отдельно каждого слоя обмотки .возбуждения непосредственно увеличивают надежность ротора.Формула изобретения1. Ротор электрической машины, содержащий несущий цилиндр и закрепленную на нем охлаждаемую многослойную спиральную обмотку с продольной осью, сонпадающей с продольной осью ротора, о т л и ч а ю щ и,й с я тем, что с целью повышения надежности, он снабжен расположенными между слоями обмотки дополнительными несущими цилиндрами, сопряженными внутренней поверхностью с витками с обмотки, причем все цилиндры выполнены со спиральными пазами, в которых размещены витки каждого слоя обмотки и между смежными витками каждого слоя расположены спиральные каналы для прохода хладагента.2. Ротор по п. 1,о т л и ч аю щ и й с я тем, что пазы цилиндров и витки обмоток имеют одинаковое поперечное сечение, и каждый внешний цилиндр выполнен сопряженным с внутренним, на наружной поверхности которого расположены упомянутые каналы,3. Ротор по п, п. 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что он выполнен с дополнительными каналами дляпрохода, хладагента, расположеннымина внутренней поверхности каждого иэдополнительных цилиндров,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2064084/24-07, кл.Н 02 К 3/46, 1974.2. Авторское свидетельство СССР М 373818, кл. Н 02 К 3/46, 1974.